如圖a所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷的正電荷置于電場中的O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過后，電荷以的速度通過MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場，磁場與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化（圖b中磁場以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過MN時(shí)為t=0時(shí)刻）.計(jì)算結(jié)果可用π表示。

（1）求O點(diǎn)與直線MN之間的電勢(shì)差；

（2）求圖b中時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離；

（3）如果在O點(diǎn)右方d=67.5cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間。


 (1)電荷在電場中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理uq=，------------------------（2分）

u=---------------------（2分）

（2）當(dāng)磁場垂直紙面向外時(shí)，設(shè)電荷運(yùn)動(dòng)的半徑為：

由得，----------------------------------------------------------------（1分）

周期 ；--------------------------------------------------------------------------------（1分）

當(dāng)磁場垂直紙面向里時(shí)，電荷運(yùn)動(dòng)的半徑為：

 ,--------------------------------------------------------------------------------------------------------（1分）

周期---------------------------------------------------------------------------------------（1分）

故電荷從t=0時(shí)刻開始做周期性運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示

時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離

   --------------------------------------------------------------------------------------------（3分）                  

（3）電荷第一次通過MN開始，其運(yùn)動(dòng)的周期，----------------------（1分）

根據(jù)電荷的運(yùn)動(dòng)情況可知，電荷到達(dá)擋板前運(yùn)動(dòng)的完整周期數(shù)為15個(gè)，--------（1分）

此時(shí)電荷沿MN運(yùn)動(dòng)的距離，--------------------------------------------------------（1分）

則最后7.5cm的距離如圖乙所示，有：。---------------------------（1分）

解得：，---------------------------------------------------------------------------------------（1分）

故電荷運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間或（553π/45）×10-5s   或（12π+13π/45）×10-5s---------------------------------------------------------------------------------------------------------（2分）

 



練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


為了探究機(jī)械能守恒定律，岳口高中的金金設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，并提供了如下的實(shí)驗(yàn)器材：

A．小車                      B．鉤碼                              C．一端帶滑輪的木板

D．細(xì)線                      E．電火花計(jì)時(shí)器                F．紙帶

G．毫米刻度尺            H．低壓交流電源               I．220V的交流電源

⑴根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)裝置和提供的實(shí)驗(yàn)器材，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是           (填寫器材序號(hào))，還應(yīng)補(bǔ)充的器材是            ．

⑵實(shí)驗(yàn)中得到了一條紙帶如圖乙所示，選擇點(diǎn)跡清晰且便于測(cè)量的連續(xù)7個(gè)點(diǎn)(標(biāo)號(hào)0~6)，測(cè)出0到1、2、3、4、5、6點(diǎn)的距離分別為、、、、、，打點(diǎn)周期為T．則打點(diǎn)2時(shí)小車的速度=              ；若測(cè)得小車質(zhì)量為M、鉤碼質(zhì)量為m，打點(diǎn)1和點(diǎn)5時(shí)小車的速度分別用、表示，已知重力加速度為g，則驗(yàn)證點(diǎn)1與點(diǎn)5間系統(tǒng)的機(jī)械能守恒的關(guān)系式可表示為                                ．

⑶在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，如果以為縱軸，以d為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出圖象，其圖線的斜率表示的物理量的表達(dá)式為___________．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，質(zhì)量M＝40 g的靶盒A靜止在光滑水平導(dǎo)軌上的O點(diǎn)，水平輕質(zhì)彈簧一端拴在固定擋板P上，另一端與靶盒A連接．Q處有一固定的發(fā)射器B，它可以瞄準(zhǔn)靶盒發(fā)射一顆水平速度為v0＝50 m/s，質(zhì)量m＝10 g的彈丸．當(dāng)彈丸打入靶盒A后，便留在盒內(nèi)．碰撞時(shí)間極短，不計(jì)空氣阻力．求：彈丸進(jìn)入靶盒A后，彈簧的最大彈性勢(shì)能為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖，光滑水平直軌道上有三個(gè)質(zhì)童均為m的物塊Ａ、B、C。B的左側(cè)固定一輕彈簧（彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)最不計(jì)）．設(shè)A以速度朝B運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧；當(dāng)A、B速度相等時(shí)，B與C恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。假設(shè)B和C碰撞過程時(shí)間極短。求從Ａ開始?jí)嚎s彈簧直至與彈簧分離的過程中，

(i) 整個(gè)系統(tǒng)s損失的機(jī)械能；

(ii) 彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢(shì)能。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，如圖所示。除電阻R外其余電阻不計(jì)。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放。則

A．釋放瞬間金屬棒的加速度小于重力加速度g

B．金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻R的電流方向?yàn)?i>b→a

C．金屬棒的速度為v時(shí)，所受的安培力大小為

D．電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


下列說法正確的是 （填入正確選項(xiàng)前的字母，選對(duì)1個(gè)給3分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給6分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。

A．若氫原子核外電子從激發(fā)態(tài)n=3躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子剛好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則從激發(fā)態(tài)n=2躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

B．盧瑟福用粒子打擊金箔得出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型

C．任何原子核在衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒

D．光子除了具有能量外還具有動(dòng)量

E．玻爾的能級(jí)不連續(xù)和電子軌道不連續(xù)的觀點(diǎn)，成功地解釋了原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，和現(xiàn)代量子理論是一致的

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1 Ω，外接燈泡的電阻為9 Ω，則

A．電壓表的示數(shù)為6V

B．發(fā)電機(jī)的輸出功率為4W

C．在l.0×10-2s時(shí)刻，穿過線圈的磁通量最大

D．在0.5×10-2s時(shí)刻，穿過線圈的磁通量變化率最大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


在直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的有界電場，其中的兩條邊界分別與Ox、Oy重合，電場強(qiáng)度大小為E。在第二象限內(nèi)有垂直紙面向外的有界磁場（圖中未畫出），磁場邊界為矩形，其中的一個(gè)邊界與y軸重合，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一質(zhì)量為m，電量為q的正離子，從電場中P點(diǎn)以某初速度沿-x方向開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過坐標(biāo)（0，L）的Q點(diǎn)時(shí)，速度大小為，方向與-y方向成30°，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后能夠返回電場，離子重力不計(jì)。求：

（1）正離子在P點(diǎn)的初速度；

（2）矩形磁場的最小面積；

（3）離子在返回電場前運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間。

 


查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，圓心為原點(diǎn)、半徑為R的圓將xOy平面分為兩個(gè)區(qū)域，即圓內(nèi)區(qū)域Ⅰ和圓外區(qū)域Ⅱ。區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場B1。平行于x軸的熒光屏垂直于xOy平面，放置在坐標(biāo)y＝-2．2R的位置。一束質(zhì)量為m、電荷量為q、動(dòng)能為E0的帶正電粒子從坐標(biāo)為（-R，0）的A點(diǎn)沿x正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ，當(dāng)區(qū)域Ⅱ內(nèi)無磁場時(shí)，粒子全部打在熒光屏上坐標(biāo)為（0，-2．2R）的M點(diǎn)，且此時(shí)，若將熒光屏沿y軸負(fù)方向平移，粒子打在熒光屏上的位置不變。若在區(qū)域Ⅱ內(nèi)加上方向垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場B2，上述粒子仍從A點(diǎn)沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ，則粒子全部打在熒光屏上坐標(biāo)為（0.4R，-2．2R）的 N點(diǎn)。求：

（1）打在M點(diǎn)和N點(diǎn)的粒子運(yùn)動(dòng)速度v1、v2的大小。

（2）在區(qū)域Ⅰ和Ⅱ中磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的大小和方向。

（3）若將區(qū)域Ⅱ中的磁場撤去，換成平行于x軸的勻強(qiáng)電場，仍從A點(diǎn)沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ的粒子恰好也打在熒光屏上的N點(diǎn)，則電場的場強(qiáng)為多大？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案