【題目】利用電場(chǎng)與磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)左側(cè)有一寬度為0.5R的區(qū)域，其上邊界與水平半徑MO共線，該區(qū)域內(nèi)有水平向右、速度大小范圍為0~v0的粒子不斷射人，粒子帶電量均為+q，質(zhì)量均為m。在沿半徑MO入射的粒子中，速度大小為v0的粒子恰好從O點(diǎn)正下方的N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)。不計(jì)粒子重力及粒子間相互作用力，求：

(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

(2)圓形磁場(chǎng)中，有粒子通過(guò)區(qū)域的面積S；

(3)在圓形磁場(chǎng)正下方有一長(zhǎng)度為2R的水平擋板CD，中心小孔與N點(diǎn)重合，右側(cè)是長(zhǎng)度也為2R的豎直熒光屏PQ，其上端點(diǎn)P與擋板右端點(diǎn)D重合。CD下方空間加有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，恰使所有通過(guò)小孔N的粒子均能打在熒光屏PQ上。求電場(chǎng)強(qiáng)度大小E及熒光屏上有粒子打到的長(zhǎng)度L。

【答案】(1)；(2)；(3)；

【解析】

(1)沿MO方向入射且速度大小為的粒子恰好從O點(diǎn)正下方N離開(kāi)磁場(chǎng)，則：

，

解得

(2)速度為的粒子在圓形磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)候

解得

有粒子通過(guò)區(qū)域的面積如陰影部分所示，易得圖中圓心角分別為60°、120°。

解得

(3)若豎直向下射出圓形磁場(chǎng)的粒子也能達(dá)到熒光屏，則所有粒子均能到達(dá)

，，

聯(lián)立解得

只有初速度為的粒子才能通過(guò)小孔O，速度方向分別在豎直向下與斜向右下方之間，設(shè)其與豎直方向夾角為，由幾何關(guān)系可得：

解得

斜向右下方與豎直方向夾角為30°出射的粒子到達(dá)熒光屏最上方

，，

解得

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】某學(xué)校實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)練習(xí)。甲同學(xué)將質(zhì)量為4kg、長(zhǎng)度為1m的木板A靜置在光滑水平面上，如圖甲所示，取質(zhì)量為2kg的物塊B（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放在木板A的一端，當(dāng)給物塊B施加6N的瞬時(shí)水平?jīng)_量后，經(jīng)過(guò)木板A和物塊B達(dá)到共同速度。乙同學(xué)將整套裝置放在傾角θ=的足夠長(zhǎng)光滑斜面上，斜面上有一擋板P，如圖乙所示，木板或者物塊與擋板P碰撞后都會(huì)等速率反彈，碰后擋板P也隨即脫落失去作用�，F(xiàn)在乙同學(xué)將木板A與物塊B（在木板A的最上端）同時(shí)由靜止釋放，釋放時(shí)測(cè)量木板前端與擋板相距為。取重力加速度g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8.求

(1)甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，木板A與物塊B在共同運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小和A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

(2)乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，木板A碰擋板P時(shí)的速度大��；

(3)乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，從木板A碰上擋板到物塊B從木板底端滑落所經(jīng)歷的時(shí)間（第(3)問(wèn)結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)在探究“力的合成的平行四邊形法則”的實(shí)驗(yàn)中，利用圖釘、平板、橡皮條、彈簧秤及鉛筆刻度尺進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。

(1)圖中B測(cè)力計(jì)的示數(shù)為__________N。（本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N）

(2)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮條的一端固定在木板上，另一端系上兩根帶繩套的細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套把橡皮條的一端拉到某一確定的O點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是（______）

A．兩根細(xì)繩必須等長(zhǎng)

B．同一次實(shí)驗(yàn)中，O點(diǎn)位置不允許變動(dòng)

C．實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)之間的夾角必須取90°

D．本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是等效替代法

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一充電后與電源斷開(kāi)的平行板電容器的兩極板水平放置，板長(zhǎng)為L，板間距離為d，距板右端L處有一豎直屏M。一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以初速度v0沿中線射入兩板間，最后垂直打在M上，已知重力加速度為g，下列結(jié)論正確的是（　 　）

A.兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

B.兩極板間電壓為

C.整個(gè)過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)的重力勢(shì)能增加

D.若僅增大兩極板間距，該質(zhì)點(diǎn)仍能垂直打在M上

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用甲、乙兩種單色光照射同一金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)系如圖所示.已知普朗克常量為h，被照射金屬的逸出功為W0，遏止電壓為Uc，電子的電荷量為e，則下列說(shuō)法正確的是

A. 甲光的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度

B. 甲光的頻率大于乙光的頻率

C. 甲光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能均為eUc

D. 乙光的頻率為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根正對(duì)的平行金屬直軌道MN、M′N′位于同一水平面上，兩軌道之間的距離l＝0.50 m．軌道的MM′端接一阻值為R＝0.50 Ω的定值電阻，直軌道的右端處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.60 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域右邊界為NN′、寬度d＝0.80 m；水平軌道的最右端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道NP、N′P′平滑連接，兩半圓形軌道的半徑均為R0＝0.50 m�，F(xiàn)有一導(dǎo)體桿ab靜止在距磁場(chǎng)的左邊界s＝2.0 m處，其質(zhì)量m＝0.20 kg、電阻r＝0.10 Ω.ab桿在與桿垂直的、大小為2.0 N的水平恒力F的作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)的左邊界時(shí)撤去F，桿穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后，沿半圓形軌道運(yùn)動(dòng)，結(jié)果恰好能通過(guò)半圓形軌道的最高位置PP′；已知桿始終與軌道垂直，桿與直軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.10，軌道電阻忽略不計(jì)，取g＝10 m/s2.求：

(1)導(dǎo)體桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體桿的電流的大小和方向；

(2)在導(dǎo)體桿穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量；

(3)在導(dǎo)體桿穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在粗糙的水平地面上放著一左側(cè)截面是半圓的柱狀物體B，在B與豎直墻之間放置一光滑小球A，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用水平力F拉動(dòng)B緩慢向右移動(dòng)一小段距離后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)，在此過(guò)程中，下列判斷正確的是（ ）

A. 小球A對(duì)物體B的壓力逐漸增大

B. 小球A對(duì)物體B的壓力逐漸減小

C. 墻面對(duì)小球A的支持力逐漸減小

D. 墻面對(duì)小球A的支持力先增大后減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲為某圖書(shū)館平移式單扇感應(yīng)門(mén)，門(mén)框的上沿中央安裝有傳感器，圖乙為感應(yīng)門(mén)的俯視圖，O為傳感器位置，半徑為L的虛線圓是傳感器的感應(yīng)范圍，當(dāng)人或物進(jìn)入感應(yīng)范圍內(nèi)時(shí)門(mén)開(kāi)啟，向左平移。門(mén)開(kāi)啟時(shí)先以加速度a0勻加速到最大速度后立即以等大的加速度勻減速，門(mén)完全開(kāi)啟時(shí)的速度剛好為零，移動(dòng)的最大距離為門(mén)的寬度。已知玻璃門(mén)的寬度為d，不計(jì)門(mén)的厚度及傳感器的大小。

(1)求門(mén)完全開(kāi)啟所需要的時(shí)間；

(2)某同學(xué)沿門(mén)框中垂線OO′勻速走向感應(yīng)門(mén)，到達(dá)門(mén)框時(shí)門(mén)移動(dòng)了的距離，則人的速度v大小為多少？

(3)某老師運(yùn)書(shū)時(shí)推著寬度為的小車(chē)仍以速度v走向感應(yīng)門(mén)，運(yùn)動(dòng)中小車(chē)中心始終沿門(mén)框中垂線OO′（如圖丙所示），為使小車(chē)能安全通過(guò)感應(yīng)門(mén)，感應(yīng)門(mén)的最小加速度應(yīng)調(diào)整為多大？（仍保證門(mén)開(kāi)啟時(shí)先勻加速運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度后立即以等大的加速度勻減速運(yùn)動(dòng)，每扇門(mén)完全開(kāi)啟時(shí)的速度剛好為零）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（20分）一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊，在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5m，如圖（a）所示。時(shí)刻開(kāi)始，小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng)，直至時(shí)木板與墻壁碰撞（碰撞時(shí)間極短）。碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小物塊始終未離開(kāi)木板。已知碰撞后1s時(shí)間內(nèi)小物塊的圖線如圖（b）所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求

（1）木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)及小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（2）木板的最小長(zhǎng)度；

（3）木板右端離墻壁的最終距離。

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