【題目】“太空粒子探測(cè)器”是由加速、偏轉(zhuǎn)和收集三部分組成，其原理可簡(jiǎn)化如下，如圖1所示，輻射狀的加速電場(chǎng)區(qū)域邊界為兩個(gè)同心平行半圓弧面，圓心為O，外圓弧面AB的半徑為L(zhǎng)，電勢(shì)為，內(nèi)圓弧面CD的半徑為L(zhǎng)/2，電勢(shì)為，足夠長(zhǎng)的收集板MN平行于邊界ACDB，O到MN板的距離OP=L，假設(shè)太空中漂浮著質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子，它們能均勻地吸附到AB圓弧面上，并被加速電場(chǎng)從靜止開始加速，不計(jì)粒子間的相互作用和其他星球?qū)αＷ右Φ挠绊憽?/span>

（1）如圖所示，若在邊界ACDB和收集板MN之間加一個(gè)半圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓心為O，半徑為L(zhǎng)，方向垂直紙面向里，則發(fā)現(xiàn)從AB圓弧面收集到的粒子經(jīng)O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后有2/3能打到MN板上（不考慮過(guò)邊界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大��；

（2）同上問(wèn)，從AB圓弧面收集到的粒子經(jīng)O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后均不能到達(dá)收集板MN，求磁感應(yīng)強(qiáng)度所滿足的條件。

【答案】（1）（2）

【解析】

試題分析：（1）帶電粒子在電場(chǎng)中加速時(shí)，由動(dòng)能定理可得

又，所以

從AB圓弧面收集到的粒子有能打到MN板上，剛好不能打到MN上的粒子從磁場(chǎng)中出來(lái)后速度方向與MN平行，則入射的方向與AB之間的夾角是60°，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖，軌跡圓心角=60°，

根據(jù)幾何關(guān)系，粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=L，由牛頓第二定律可得，聯(lián)立解得；

（2）當(dāng)沿OD方向的粒子剛好打到MN上，則由幾何關(guān)系可知，

由牛頓第二定律得：，得：

即

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】一本書放在水平面上，則

A. 桌面對(duì)書的支持力的大小等于書的重力，它們是一對(duì)平衡力

B. 書所受的重力和桌面對(duì)書的支持力是一對(duì)作用力和反作用力

C. 書對(duì)桌面的壓力就是書的重力，是同一種性質(zhì)的力

D. 書對(duì)桌面的壓力與桌面對(duì)書的支持力是一對(duì)作用力和反作用力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角，導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面。有一導(dǎo)體棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度為v時(shí)，受到安培力的大小為F，此時(shí) ( )

A. 電阻R1消耗的熱功率為Fv

B. 電阻R2消耗的熱功率為 Fv

C. 整個(gè)裝置因摩擦而消耗的熱功率為μmgvcosθ

D. 整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為（F＋μmgcosθ）v

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略，下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 合上開關(guān)K接通電路時(shí)，A2始終比A1亮

B. 斷開開關(guān)K切斷電路時(shí)，A2先熄滅，A1過(guò)一會(huì)兒才熄滅

C. 合上開關(guān)K接通電路時(shí)，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮

D. 斷開開關(guān)K切斷電路時(shí)，A1和A2都要過(guò)一會(huì)兒才熄滅

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示是電視機(jī)顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖．如果電視畫面發(fā)生異常，滿屏?xí)r看不到完整的圖像，可能引起的原因是（ ）

A．加速電場(chǎng)的電壓過(guò)高，電子速率偏大

B．偏轉(zhuǎn)線圈電流過(guò)大，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)偏強(qiáng)

C．偏轉(zhuǎn)線圈局部短路，導(dǎo)致線圈有效匝數(shù)減少

D．電子槍發(fā)射能力減弱，電子數(shù)減少

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】單板滑雪U型池如圖所示，由兩個(gè)完全相同的1/4圓弧滑道AB、CD和水平滑道BC構(gòu)成，圓弧滑道的半徑R=4m，B、C分別為圓弧滑道的最低點(diǎn)，B、C間的距離s=7．5m，假設(shè)某次比賽中運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)水平滑道B點(diǎn)時(shí)水平向右的速度v0=16m/s，運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用的時(shí)間t＝0．5s，從D點(diǎn)躍起時(shí)的速度vD=8 m/s．設(shè)運(yùn)動(dòng)員連同滑板的質(zhì)量m=50kg，忽略空氣阻力的影響，已知圓弧上A、D兩點(diǎn)的切線沿豎直方向，重力加速度g取10m/s2．求：

（1）運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)對(duì)圓弧軌道的壓力．

（2）運(yùn)動(dòng)員從D點(diǎn)躍起后在空中完成運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．

（3）運(yùn)動(dòng)員從C點(diǎn)到D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中克服摩擦阻力所做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩個(gè)共點(diǎn)力，F1=10N,F2=15N,則他們的合力可能是（ ）

A. 0 B. 10N C. 30N D. 50N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖中K、L、M為靜電場(chǎng)中的3個(gè)相距很近的等勢(shì)面（K、M之間無(wú)電荷）。一帶電粒子射入此靜電場(chǎng)中后，沿abcde軌跡運(yùn)動(dòng)。已知電勢(shì)，且粒子在ab段做減速運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法中正確的是

A. 粒子帶負(fù)電

B. 粒子在bc段也做減速運(yùn)動(dòng)

C. 粒子在a點(diǎn)的速率大于在e點(diǎn)的速率

D. 粒子從c點(diǎn)到d點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示是研究通電自感實(shí)驗(yàn)的電路圖，A1、A2是兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡，閉合開關(guān)調(diào)節(jié)電阻R，使兩個(gè)燈泡的亮度完全相同，調(diào)節(jié)可變電阻R1，使它們都正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)S，重新閉合開關(guān)S，則 ( 　　)

A. 閉合S瞬間，A1和A2均逐漸變亮 B. 閉合S瞬間，A1立即變亮，A2逐漸變亮

C. 穩(wěn)定后，L和R兩端電勢(shì)差一定相同 D. 穩(wěn)定后，A1和A2兩端電勢(shì)差不相同

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