【題目】如圖所示，在平面的第一、第四象限有方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在第二象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿軸負(fù)方向。原點(diǎn)處有一粒子源，可在平面內(nèi)向軸右側(cè)各個(gè)方向連續(xù)發(fā)射大量速度大小在之間，質(zhì)量為，電荷量為的同種粒子。在軸正半軸垂直于平面放置著一塊足夠長(zhǎng)的薄板，薄板上有粒子轟擊的區(qū)域的長(zhǎng)度為。已知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為，不考慮粒子間的相互作用，不計(jì)粒子的重力。

(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；

(2)在薄板上處開一個(gè)小孔，粒子源發(fā)射的部分粒子穿過(guò)小孔進(jìn)入左側(cè)電場(chǎng)區(qū)域，求粒子經(jīng)過(guò)軸負(fù)半軸的最遠(yuǎn)點(diǎn)的橫坐標(biāo)；

(3)若僅向第四象限各個(gè)方向發(fā)射粒子：時(shí)，粒子初速度為，隨著時(shí)間推移，發(fā)射的粒子初速度逐漸減小，變?yōu)?/span>時(shí)，就不再發(fā)射。不考慮粒子之間可能的碰撞，若穿過(guò)薄板上處的小孔進(jìn)入電場(chǎng)的粒子排列成一條與軸平行的線段，求時(shí)刻從粒子源發(fā)射的粒子初速度大小的表達(dá)式。

【答案】(1)；(2)；(3)或者

【解析】

(1)速度為的粒子沿軸正向發(fā)射，打在薄板的最遠(yuǎn)處，其在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為，由牛頓第二定律

①

②

聯(lián)立，解得

③

(2)如圖a所示

速度為的粒子與軸正向成角射出，恰好穿過(guò)小孔，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律

④

而

⑤

粒子沿軸方向的分速度

⑥

聯(lián)立，解得

⑦

說(shuō)明能進(jìn)入電場(chǎng)的粒子具有相同的沿軸方向的分速度。當(dāng)粒子以速度為從點(diǎn)射入，可以到達(dá)軸負(fù)半軸的最遠(yuǎn)處。粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，沿軸方向的初速度為，有

⑧

⑨

最遠(yuǎn)處的橫坐標(biāo)

⑩

聯(lián)立，解得

(3)要使粒子排成一排，粒子必須在同一時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)。粒子在磁場(chǎng)在運(yùn)動(dòng)軌跡如圖b所示

周期相同，均為

又

粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

以進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，滿足，其在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間

以不同速度射入的粒子，要同時(shí)到達(dá)小孔，有

聯(lián)立，解得

或者

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法正確的是

A. 布朗運(yùn)動(dòng)是在顯微鏡中看到的液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

B. 氣體溫度不變，運(yùn)動(dòng)速度越大，其內(nèi)能越大

C. 溫度降低物體內(nèi)每個(gè)分子動(dòng)能一定減小

D. 用活塞壓縮氣缸里空氣，對(duì)空氣做功4.5×105J，空氣內(nèi)能增加了3.5×105J，則空氣向外界放出熱量1×105J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如下圖，一橫截面積為S的絕熱氣缸固定在絕熱水平面上，一絕熱活塞封閉氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體，在氣缸右側(cè)有一暖氣管，氣缸與暖氣管相接處密閉性良好，氣缸左側(cè)的活塞用一跨過(guò)定滑輪的輕繩與一質(zhì)量為M的砝碼相連。當(dāng)活塞穩(wěn)定后，測(cè)得活塞到氣缸右側(cè)壁之間的距離L，溫度傳感器測(cè)得此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的溫度為T1�，F(xiàn)讓高溫暖氣從暖氣管的上端流進(jìn)、再?gòu)呐瘹夤艿南露肆鞒�，�?jīng)過(guò)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)活塞緩慢向左移動(dòng)了一小段距離后便靜止不動(dòng)了。這個(gè)過(guò)程中氣缸內(nèi)的氣體吸收熱量Q后，溫度傳感器的讀數(shù)為T2。設(shè)重力加速度為g，大氣壓強(qiáng)為P0，忽略所有摩擦，回答問(wèn)題。

(i)試分析密閉氣體體積的變化，并求出此變化量ΔV；

(ii)求此過(guò)程中氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量ΔU。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，長(zhǎng)為L、傾角的傳送帶始終以2.5m/s的速率順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行，小物塊以4.5m/s的速度從傳送帶底端A沿傳送帶上滑，恰能到達(dá)傳送帶頂端B，已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，取，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則下列圖像中能正確反映物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化規(guī)律的是（　　）

A.B.C.D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某學(xué)習(xí)小組利用圖甲裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A．用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度為d，用天平測(cè)量滑塊（含擋光條）的質(zhì)量為M，砝碼盤及砝碼的總質(zhì)量為m；

B．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平；

C．光電門移到B處，讀出A點(diǎn)到B點(diǎn)間的距離為x1，滑塊從A處由靜止釋放，讀出擋光條通過(guò)光電門的擋光時(shí)間為t1；

D．多次改變光電門位置，重復(fù)步驟C，獲得多組數(shù)據(jù)。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度時(shí)示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為___________mm；

(2)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌下螺絲，直至氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)滑塊輕放在導(dǎo)軌上能__________，表明導(dǎo)軌水平了；

(3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證，則如圖丙圖象中能正確反映光電門的擋光時(shí)間t隨滑塊的位移大小x的變化規(guī)律的是_________。

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平地面上放置一滾筒洗衣機(jī)，某同學(xué)啟動(dòng)洗衣機(jī)甩干功能將一小毛絨玩具甩干。某一時(shí)段，毛絨玩具相對(duì)滾筒內(nèi)壁靜止，在豎直面內(nèi)以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，毛絨玩具可視為質(zhì)點(diǎn)。圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，重力加速度為g。在該段時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（　 ）

A.毛絨玩具在滾筒最高點(diǎn)的速度為

B.滾筒旋轉(zhuǎn)一周，摩擦力對(duì)毛絨玩具做的功為零

C.地面對(duì)滾筒洗衣機(jī)的摩擦力始終為零

D.洗衣機(jī)對(duì)地面的壓力保持不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在粗糙水平面上固定一點(diǎn)電荷，電場(chǎng)中任一點(diǎn)的電勢(shì)φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。該水平面上a、b、c三個(gè)點(diǎn)的電勢(shì)φ與距離r的關(guān)系已在圖中標(biāo)出，虛線為過(guò)b點(diǎn)的切線�，F(xiàn)將一質(zhì)量為0.03kg、電量為0.1C的帶正電物塊從a點(diǎn)由靜止釋放，依次經(jīng)過(guò)b、c兩點(diǎn)。電場(chǎng)力所做的功分別為Wab、Wbc，且過(guò)b點(diǎn)時(shí)物塊的速度最大。已知重力加速度g=10m/s2，靜電力常量k=9.0×109Nm2/C2，下列說(shuō)法正確的是（　 ）

A.b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為1.5V/m

B.物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.3

C.Wab=2Wbc

D.固定點(diǎn)電荷的電荷量為×10-9C

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一根粗細(xì)均勻的光滑細(xì)桿豎直固定，質(zhì)量為m的小環(huán)C穿在細(xì)桿上，一個(gè)光滑的輕質(zhì)小滑輪D固定在豎直墻上（豎直墻在圖中沒有畫出）。A、B兩物體用輕彈簧相連，豎直放在水平面上。一根沒有彈性的輕繩，一端與A連接，另一端跨過(guò)小滑輪 D 與小環(huán)C相連。小環(huán)C位于M時(shí)，繩子與細(xì)桿的夾角為θ，此時(shí)B物體剛好對(duì)地面無(wú)壓力�，F(xiàn)讓小環(huán)C從M點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)下降h到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，繩子與細(xì)桿的夾角再次為θ，環(huán)的速度達(dá)到v，下面關(guān)于小環(huán)C下落過(guò)程中的描述正確的是（　�。�

A.小環(huán)C和物體A組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B.當(dāng)小環(huán)落到與滑輪同一高度時(shí)，小環(huán)的機(jī)械能最大

C.小環(huán)C到達(dá)N點(diǎn)時(shí)A的速度為vcosθ

D.小環(huán)C到達(dá)N點(diǎn)時(shí)物體A的動(dòng)能為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置做“探究加速度與合力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。測(cè)得小車(帶遮光片)的質(zhì)量為，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>。

（1）實(shí)驗(yàn)前，用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光片的寬度，示數(shù)如圖所示，則遮光片的寬度為=________。

（2）為了使細(xì)線的拉力近似等于砂和砂桶的總重力，必須____________ 。

A.將長(zhǎng)木板的右端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力

B.砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

C.使連接小車的細(xì)線與長(zhǎng)木板平行

D.減小遮光片的寬度

（3）調(diào)節(jié)好裝置，將小車由靜止釋放，與光電門連接的計(jì)時(shí)器顯示小車通過(guò)光電門時(shí)遮光片的遮光時(shí)間，要測(cè)量小車運(yùn)動(dòng)的加速度，還需要測(cè)量__________(填寫需要測(cè)量的物理量名稱)，若該物理量用表示，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_________.(用測(cè)得的物理量符號(hào)表示)。

（4）保持小車每次釋放的位置不變，光電門的位置不變，改變砂和砂桶的總質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組小，車通過(guò)光電門的遮光時(shí)間及砂和砂桶的總質(zhì)量，為了使圖象能直觀地反映物理量之間的關(guān)系，應(yīng)該作出__________ (填或)圖象，當(dāng)圖象為過(guò)原點(diǎn)的- -條傾斜的直線，表明質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合力成正比。

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