【題目】一種太空飛船磁聚焦式霍爾推進(jìn)器，其原理如下：由柵極(金屬網(wǎng))MN、PQ 構(gòu)成磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B1 的區(qū)域 I 如圖，宇宙中大量存在的等離子體從其下方以恒定速率 v1 射入，在柵極間形成穩(wěn)定的電場(chǎng)后，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉粒子進(jìn)入的通道并立即撤去磁場(chǎng) B1 。區(qū)域Ⅱ內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B2 (方向如圖)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其右邊界是直徑為 D、與上下極板 RC、HK 相切的半圓(與下板相切于A)。當(dāng)區(qū)域 I 中粒子進(jìn)入的通道關(guān)閉后，在 A 處的放射源向各個(gè)方向發(fā)射速率相等的氙原子核，氙原子核在區(qū)域Ⅱ中的運(yùn)動(dòng)半徑與磁場(chǎng)的半圓形邊界半徑相等，形成寬度為 D 的平行于 RC 的氙原子核束，通過柵極網(wǎng)孔進(jìn)入電場(chǎng)，加速后從 PQ 噴出，讓飛船獲得反向推力。不計(jì)粒子之間相互作用與相對(duì)論效應(yīng)。已知柵極MN 和 PQ 間距為 d，氙原子核的質(zhì)量為 m、電荷量為 q。求：

(1)在柵極 MN、PQ 間形成的穩(wěn)定電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的大��；

(2)氙原子核從 PQ 噴出時(shí)速度 v2 的大�。�

【答案】（1）；（2）

【解析】

（1）等離子體由下方進(jìn)入?yún)^(qū)域I后，在洛倫茲力的作用下偏轉(zhuǎn)，當(dāng)粒子受到的電場(chǎng)力等于洛倫茲力時(shí)，形成穩(wěn)定的勻強(qiáng)電場(chǎng)，設(shè)等離子體的電荷量為q′ ，則

即

（2）氙原子核在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),設(shè)速度為v0,則有

根據(jù)題意

則

氙原子核經(jīng)過區(qū)域I加速后，離開PQ的速度大小為，根據(jù)動(dòng)能定理可知

聯(lián)立可得

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：

【題目】如圖所示，水平固定的光滑銅環(huán)，OO′為過圓心的豎直軸，長(zhǎng)為2l、電阻為r的銅棒OA的一端在O處，另一 端與銅環(huán)良好接觸，OA與OO′的夾角為30°，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎立向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)使銅捧OA繞OO′以角速度逆時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A端始終在銅環(huán)上，定值電阻的阻值為3r，其他電阻不計(jì)，下列說法正確的是

A.O點(diǎn)的電勢(shì)比A點(diǎn)的電勢(shì)低

B.回路中通過的電流為

C.該定值電阻兩端的電壓為

D.該定值電阻上的熱功率為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】隨著科技的不斷發(fā)展，無線充電已經(jīng)進(jìn)入人們的視線。小到手表、手機(jī)，大到電腦、電動(dòng)汽車的充電，都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從理論研發(fā)到實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。下圖給出了某品牌的無線充電手機(jī)利用電磁感應(yīng)方式無線充電的原理圖。關(guān)于無線充電，下列說法正確的是( )

A.無線充電時(shí)手機(jī)接收線圈部分的工作原理是“電流的磁效應(yīng)”

B.只有將充電底座接到直流電源上才能對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電

C.接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同

D.只要有無線充電底座，所有手機(jī)都可以進(jìn)行無線充電

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，臺(tái)階 B、C 的水平寬度相同，AB、BC 的豎直高度分別為h1、h2，甲、乙兩個(gè)相同的小球分別從 A、B 臺(tái)階的邊緣以相同的速度水平彈出，恰好同時(shí)落在臺(tái)階 C 的邊緣點(diǎn) P，不計(jì)阻力，下列說法正確的是

A.從彈出到 P 點(diǎn)，兩球的速度變化量方向不同

B.豎直高度 h1：h2 =3:1

C.到達(dá) P 點(diǎn)前的瞬間，甲、乙兩球的重力功率之比為 2:1

D.到達(dá) P 點(diǎn)前的瞬間，甲、乙兩球的速度方向與水平方向夾角的正切值之比為 1:2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在電場(chǎng)方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電小球從A點(diǎn)豎直向上拋出，其運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示．小球運(yùn)動(dòng)的軌跡上A、B兩點(diǎn)在同一水平線上，M為軌跡的最高點(diǎn)．小球拋出時(shí)的動(dòng)能為8.0J，在M點(diǎn)的動(dòng)能為6.0J，不計(jì)空氣的阻力．則（　 �。�

A.小球水平位移x1與x2的比值1：3

B.小球水平位移x1與x2的比值1：4

C.小球落到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能32J

D.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中最小動(dòng)能為6J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速度地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)，之后進(jìn)入電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上，整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，那么

A. 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)三種粒子做功一樣多

B. 三種粒子打到屏上時(shí)速度一樣大

C. 三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同

D. 三種粒子一定打到屏上的同一位置，

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為0.18 kg的壘球，以25 m/s的水平速度向左飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?/span>45 m/s，則這一過程中動(dòng)量的變化量為(　　)

A. 大小為3.6 kg·m/s，方向向左

B. 大小為3.6 kg·m/s，方向向右

C. 大小為12.6 kg·m/s，方向向左

D. 大小為12.6 kg·m/s，方向向右

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】高分專項(xiàng)被譽(yù)為天眼工程，是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-20201年）》確定的16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一，與之一起進(jìn)入專項(xiàng)名單的還有人們耳熟能詳?shù)妮d人航天、探月工程、大飛機(jī)等項(xiàng)目。截止到2018年6月，我國(guó)已經(jīng)成功發(fā)射六顆高分衛(wèi)星，其中高分6號(hào)是一顆地球低軌道精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)觀測(cè)衛(wèi)是，高分4號(hào)是一顆地球高軌道遙感成像衛(wèi)星，則關(guān)于兩顆衛(wèi)星的說法正確的是（　�。�

A.高分6號(hào)的運(yùn)行線速度小于高分4號(hào)

B.高分6號(hào)的運(yùn)行加速度小于高分4號(hào)

C.高分6號(hào)的運(yùn)行角速度小于高分4號(hào)

D.兩顆衛(wèi)星的加速度都小于地球表面的重力加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一根長(zhǎng) 1m 左右的空心鋁管豎直放置（圖甲），及同樣豎直放置的一根長(zhǎng)度相同但有豎直裂縫的鋁管（圖乙），和一根長(zhǎng)度相同的空心塑料管（圖丙）．把一枚小磁鐵從上端管口放入管中后，小磁鐵最終從下端管口落出。小磁鐵在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，沒有跟鋁管內(nèi)壁發(fā)生摩擦．設(shè)小磁鐵在甲、乙、丙三條管中下落的時(shí)間分別為 t1、t2、t3，則下列關(guān)于小圓柱在三管中下落的說法正確的是（　�。�

A.甲管、乙管和丙管都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.小磁鐵完全進(jìn)入甲管后，甲管中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流

C.t1 最大

D.t2 約等于 0.45s

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