【題目】如圖所示，空間有相互平行、相距和寬度也都為L的I、II兩區(qū)域，I、II區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，I區(qū)域磁場(chǎng)向內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為，II區(qū)域磁場(chǎng)向外，大小待定。現(xiàn)有一質(zhì)量為，電荷量為的帶電粒子，從圖中所示的一加速電場(chǎng)中的MN板附近由靜止釋放被加速，粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后平行紙面與I區(qū)磁場(chǎng)邊界成45°角進(jìn)入磁場(chǎng)，然后又從I區(qū)右邊界成45°角射出。

(1)求加速電場(chǎng)兩極板間電勢(shì)差；

(2)若II區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度也是時(shí)，則粒子經(jīng)過(guò)I區(qū)的最高點(diǎn)和經(jīng)過(guò)II區(qū)的最低點(diǎn)之間的高度差是多少？

(3)為使粒子能返回I區(qū)，II區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足什么條件？并求出粒子從左側(cè)進(jìn)入I區(qū)到從左側(cè)射出I區(qū)需要的最長(zhǎng)時(shí)間。

【答案】(1) (2) (3)，

【解析】

(1)畫(huà)出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的示意圖，如圖所示：

粒子在加速電場(chǎng)中根據(jù)動(dòng)能定理可得

粒子在I區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得

根據(jù)幾何關(guān)系可得：

聯(lián)立可得加速電場(chǎng)兩極板間電勢(shì)差

(2)粒子在II區(qū)域運(yùn)動(dòng)的半徑與I區(qū)域相同，

高度差由圖中幾何關(guān)系可得：

可得：

(3)畫(huà)出粒子剛好從II區(qū)域右邊界穿出磁場(chǎng)的臨界狀態(tài)，即軌跡圓與右邊界相切的情況．

根據(jù)幾何關(guān)系可得，

解得

可知當(dāng)時(shí)，粒子在II區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，即粒子從左側(cè)進(jìn)入Ⅰ區(qū)到從左側(cè)射出Ⅰ區(qū)的時(shí)間最長(zhǎng)

粒子兩次在I區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

粒子兩次在磁場(chǎng)之間的時(shí)間為

粒子在II區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

總時(shí)間

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】如圖所示，金屬環(huán)M、N用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連接，分別套在水平粗糙細(xì)桿和豎直光滑細(xì)桿上，當(dāng)整個(gè)裝置以豎直桿為軸以不同大小的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩金屬環(huán)一直相對(duì)桿不動(dòng)，下列判斷正確的是

A. 轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，細(xì)線中的拉力越大

B. 轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，環(huán)M與水平桿之間的彈力越大

C. 轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，環(huán)N與豎直桿之問(wèn)的彈力越大

D. 轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不同，環(huán)M與水平桿之間的摩擦力大小可能相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，質(zhì)量為m=0.5kg的物體置于傾角為θ=37°的固定且足夠長(zhǎng)的斜面上，t=0時(shí)刻對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力F，t1=0.5s時(shí)撤去該拉力．整個(gè)過(guò)程物體運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的部分圖象如圖乙所示．不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(2)拉力F的大小;

(3)物體沿斜面向上滑行的最大距離s．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化如圖，其中a→b是等溫過(guò)程，氣體對(duì)外界做功100J；b→c是絕熱過(guò)程，外界對(duì)氣體做功150J；c→a是等容過(guò)程。則b→c的過(guò)程中氣體溫度_____（選填“升高”、“降低”或“不變”），a→b→c→a的過(guò)程中氣體放出的熱量為_____J。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為30°的足夠長(zhǎng)斜面固定于水平面上，輕滑輪的頂端與固定于豎直平面內(nèi)圓環(huán)的圓心O及圓環(huán)上的P點(diǎn)在同一水平線上，細(xì)線一端與套在環(huán)上質(zhì)量為m的小球相連，另一端跨過(guò)滑輪與質(zhì)量為M的物塊相連。在豎直向下拉力作用下小球靜止于Q點(diǎn)，細(xì)線與環(huán)恰好相切，OQ、OP間成53°角。撤去拉力后球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)速度恰好為零。忽略一切摩擦，重力加速度為g，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求：

(1)拉力的大小F；

(2)物塊和球的質(zhì)量之比；

(3)球向下運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)，細(xì)線張力T的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)將量程為200μA、內(nèi)阻為500Ω的表頭μA改裝成量程為1mA和10mA的雙量程電流表，設(shè)計(jì)電路如圖（a）所示。定值電阻R1=500Ω，R2和R3的值待定，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，A、B為接線柱�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）按圖（a）在圖（b）中將實(shí)物連線；

（2）表筆的顏色為 色（填“紅”或“黑”）

（3）將開(kāi)關(guān)S置于“1”擋時(shí)，量程為 mA；

（4）定值電阻的阻值R2= Ω，R3= Ω。（結(jié)果取3位有效數(shù)字）

（5）利用改裝的電流表進(jìn)行某次洞里時(shí)，S置于“2”擋，表頭指示如圖（c）所示，則所測(cè)量電流的值為 mA。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平地面上放置一個(gè)內(nèi)壁光滑的絕熱汽缸，氣缸開(kāi)口朝上，缸內(nèi)通過(guò)輕質(zhì)活塞封閉一部分氣體。初態(tài)時(shí)氣體壓強(qiáng)為一個(gè)大氣壓、溫度為27℃，活塞到汽缸底部距離為30cm�，F(xiàn)對(duì)缸內(nèi)氣體緩慢加熱到427℃，缸內(nèi)氣體膨脹而使活塞緩慢上移，這一過(guò)程氣體內(nèi)能增加了100J。已知汽缸橫截面積為50cm2，總長(zhǎng)為50cm，大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa。氣缸上端開(kāi)口小于活塞面積，不計(jì)活塞厚度，封閉氣體可視為理想氣體。

(1)末態(tài)時(shí)(427℃)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)

(2)封閉氣體共吸收了多少熱量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一足夠長(zhǎng)的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面的傾角現(xiàn)有質(zhì)量 m=2.2kg的物體在水平向左的外力F的作用下由靜止開(kāi)始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2s撤去外力F，物體在0-4s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系圖線如圖乙所示。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8, g=10m/s2,則

A. 物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5

B. 水平外力F=5.5N

C. 水平外力F=4N

D. 物體在0-4s內(nèi)的位移為24m

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，帶電粒子在電場(chǎng)中由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，圖中實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，則可判定（　�。�

A. 粒子帶負(fù)電

B. 粒子的電勢(shì)能不斷減少

C. 粒子的動(dòng)能不斷增大

D. 粒子在A點(diǎn)的加速度大于在B點(diǎn)的加速度

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