如圖甲所示,M、N為豎直放置彼此平行的兩塊平板,板間距離為d,兩板中央各有一個小孔O、O′且正對,在兩板間有垂直于紙面方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化如圖乙所示.有一群正離子在t=0時垂直于M板從小孔O射入磁場.已知正離子質(zhì)量為m,帶電荷量為q,正離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T0,不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響,不計(jì)離子所受重力.求:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大;

(2)要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場,正離子射入磁場時的速度v0的可能值.


解析:設(shè)垂直于紙面向里的磁場方向?yàn)檎较颍?/p>

(1)正離子射入磁場,洛倫茲力提供向心力B0qv0=①(4分)

做勻速圓周運(yùn)動的周期T0= ②(2分)

聯(lián)立①②兩式得磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=. ③(3分)

(2)要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場,v0的方向應(yīng)如圖所示,

兩板之間正離子只運(yùn)動一個周期即T0時,有R=,④(3分)

當(dāng)兩板之間正離子運(yùn)動n個周期,即nT0時,有R=(n=1,2,3…)⑤(3分)

聯(lián)立求解,得正離子的速度的可能值為v0=(n=1,2,3…).⑥(3分)


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:


現(xiàn)有一特殊電池,它的電動勢E約為9 V,內(nèi)阻r約為40 Ω,已知該電池允許輸出的最大電流為50 mA。為了測量這個電池的電動勢和內(nèi)阻,某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),圖中電流表的內(nèi)阻RA已經(jīng)測出,阻值為5 Ω,R為電阻箱,阻值范圍0~999.9 Ω,R0為定值電阻,對電路起保護(hù)作用.






(1)實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻R0共有以下幾種規(guī)格.

A.10 Ω B.50 Ω C.150 Ω D.500 Ω

本實(shí)驗(yàn)選用哪一種規(guī)格的定值電阻最好________.

(2)該同學(xué)接入符合要求的R0后,閉合開關(guān)K,調(diào)整電阻箱的阻值,讀取電流表的示數(shù),記錄多組數(shù)據(jù),作出了圖乙所示的圖線,則根據(jù)該同學(xué)作出的圖線可求得該電池的電動勢E=________ V,內(nèi)阻r=________ Ω.

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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示,一輛載重卡車沿平直公路行駛,車上載有質(zhì)量均為m的A、B兩塊長方體水泥預(yù)制板,已知預(yù)制板左端與車廂前擋板的距離為L,A、B間及B與車廂間的動摩擦因數(shù)分別為m1、m2(m1<m2),卡車以速度v0勻速行駛時因前方出現(xiàn)障礙物而制動,并做勻減速直線運(yùn)動,各接觸面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,問:

(1)卡車制動的加速度滿足什么關(guān)系時,預(yù)制板A相對B滑動,而B相對車廂底板靜止?

(2)制動后為保證司機(jī)安全,需使預(yù)制板不與車廂前擋板碰撞,則從卡車開始制動到停止所經(jīng)歷的時間應(yīng)滿足什么條件?

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如圖所示,MN、PQ是平行金屬板,板長為L,兩板間距離為d,在PQ板的上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電粒子以速度v0從MN板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間,結(jié)果粒子恰好從PQ板左邊緣飛進(jìn)磁場,然后又恰好從PQ板的右邊緣飛進(jìn)電場。不計(jì)粒子重力。試求:

(1)兩金屬板間所加電壓U的大;

(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;

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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示是一種調(diào)壓變壓器的原理圖,線圈AB繞在一個圓形的鐵芯上,AB間加上正弦交流電壓U,移動滑動觸頭P的位置,就可以調(diào)節(jié)輸出電壓,在輸出端連接了滑動變阻器R和理想交流電流表,變阻器的滑動觸頭為Q,則下列判斷中正確的是

A.保持P的位置不動,將Q向下移動時,R消耗的功率變大

B.保持P和Q的位置不動,當(dāng)正弦交流電壓U的瞬時值為最大值時,則交流電流表的示數(shù)也為最大

C.保持Q的位置不動,將P沿逆時針方向移動時,電流表的讀數(shù)變大

D.保持Q的位置不動,將P沿順時針方向移動時,則輸入功率變小

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電子體重秤的原理圖如圖中的虛線所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是理想電流表).設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計(jì),已知理想電流表的量程為3A,電源電動勢為12V,內(nèi)阻為2Ω,電阻R隨踏板所受壓力F變化的函數(shù)式為R =30–0.02F(F和R的單位分別是N和Ω).下列說法正確是

A 該秤能測量的最大體重是1200N

B 該秤能測量的最大體重是1300N

C 該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.375A處

D 該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤0.400A處

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科目:高中物理 來源: 題型:


在一段平直公路上,質(zhì)量為的汽車,從靜止開始做勻加速運(yùn)動,經(jīng)過2s,速度達(dá)到10m/s。隨后汽車以的額定功率沿平直公路繼續(xù)前進(jìn),又經(jīng)過50s達(dá)到最大速度。設(shè)汽車所受阻力恒定,大小為。求:

(1)汽車行駛的最大速度值;

(2)汽車速度為20m/s時的加速度大;

(3)汽車從靜止到最大速度所經(jīng)過的路程。

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如圖所示,印度第一艘自主研發(fā)的核潛艇于2009年7月26日正式下水,成為世界第六個擁有核潛艇的國家.核動力潛艇是潛艇中的一種類型,指以核反應(yīng)堆為動力來源設(shè)計(jì)的潛艇.在核反應(yīng)中有一種是一個原子核在中子的轟擊下發(fā)生的一種可能的裂變反應(yīng),其裂變方程為,則下列敘述正確的是(    )

A.X原子核中含有54個質(zhì)子

B.X原子核中含有53個中子

C.裂變時釋放能量是因?yàn)樘潛p的質(zhì)量變成了能量

D.裂變時釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,但質(zhì)量數(shù)守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖中理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1n2=4∶1,原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌,副線圈與電阻R相連組成閉合回路.當(dāng)直導(dǎo)線AB在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁感線運(yùn)動時,安培表A1的讀數(shù)是12 mA,則安培表A2的讀數(shù)是 (  )

A. 48 mA                        B. 3 mA

C.0                             D.與R值大小有關(guān)

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