【題目】如圖所示，某空間中有四個方向垂直于紙面向里、磁感應強度大小相同、半徑均為R的圓形勻強磁場區(qū)域1、2、3、4。其中1與4相切，2相切于1和3,3相切于2和4，且第1個磁場區(qū)域和第4個磁場區(qū)域的豎直方向的直徑在一條直線上。一質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的粒子，靜止置于電勢差為U0的帶電平行板(豎直放置)形成的電場中(初始位置在負極板附近)，經(jīng)過電場加速后，從第1個磁場的最左端水平進入，并從第3個磁場的最下端豎直穿出。已知tan 22.5°=0.4，不計帶電粒子的重力。

（1）求帶電粒子進入磁場時的速度大�。�

（2）試判斷：若在第3個磁場的下面也有一電勢差為U0的帶電平行板(水平放置，其小孔在第3個磁場最下端的正下方)形成的電場，帶電粒子能否按原路返回？請說明原因；

（3）求勻強磁場的磁感應強度大小B；

（4）若將該帶電粒子自該磁場中的某個位置以某個速度釋放后恰好可在四個磁場中做勻速圓周運動，則該粒子的速度大小v′為多少？

【答案】（1）（2）見解析（3）（4）

【解析】(1)根據(jù)動能定理有： ，解得

(2)不能按原路返回，因為粒子進入第3個磁場下的電場后，向下減速至速度為零，然后反向加速至速度的大小為v，但進入磁場后，根據(jù)左手定則可知，帶電粒子受到的洛倫茲力方向向右，粒子向右偏，故不能按原路返回

(3)設(shè)帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑為r，如圖甲所示

則根據(jù)運動的對稱性和幾何關(guān)系可知，粒子在第1個磁場和第3個磁場中各偏轉(zhuǎn)45°，則有： ，解得r＝2.5R

根據(jù)洛倫茲力提供向心力得

解得

(4)該帶電粒子在四個磁場中做勻速圓周運動，如圖乙所示

由幾何關(guān)系知其軌道半徑只能是R，根據(jù)洛倫茲力提供向心力得

解得

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是(　　)

A. 太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應

B. 用加熱、加壓或改變其化學狀態(tài)的方法都不能改變原子核衰變的半衰期

C. 一個氫原子從量子數(shù)n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時最多可產(chǎn)生3條不同頻率的譜線

D. 一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，可能是因為該束光的波長太短

【答案】B

【解析】太陽輻射的能量主要來自于太陽內(nèi)部的核聚變，A錯誤；加熱、加壓或改變化學狀態(tài)均不影響元素的半衰期，B正確；一個氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，最多產(chǎn)生2種不同頻率的光譜，C錯誤；一束光照射到金屬上，不能發(fā)生光電效應，是由于該光的頻率小，沒有達到該金屬的極限頻率，根據(jù)可知頻率小，光的波長長，D錯誤．

【題型】單選題
【結(jié)束】
156

【題目】如圖所示，兩個邊長為2L的正方形PQMN和HGKJ區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小分別為B1和B2，兩磁場區(qū)域中間夾有兩個寬度為L、方向水平且相反、場強大小均為E的勻強電場，兩電場區(qū)域分界線經(jīng)過PN、GK的中點．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計重力)從G點由靜止釋放，經(jīng)上方電場加速后通過磁場回旋，又經(jīng)歷下方電場沿NK二次加速后恰好回到G點，則下列說法正確的是(　　)

A. B2＝2B1

B. 帶電粒子第二次進入右邊磁場后一定從MN邊離開

C. 第一次完整回旋過程經(jīng)歷的時間為

D. 要實現(xiàn)兩次以上的回旋過程，可以同時增大兩磁場的磁感應強度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組擬用甲圖所示的裝置研究滑塊的運動。實驗器材有：滑塊，鉤碼，紙帶，毫米刻度尺，帶滑輪的木板，漏斗和細線組成的單擺（細線質(zhì)量不計且不可伸長，裝滿有色液體后，漏斗和液體質(zhì)量相差不大）等。實驗前，在控制液體不漏的情況下，從漏斗某次經(jīng)過最低點時開始計時，測得之后漏斗第100次經(jīng)過最低點共用時100秒；實驗中，讓滑塊在鉤碼作用下拖動紙帶做勻加速直線運動，同時單擺垂直于紙帶運動方向做微小振幅擺動，漏斗漏出的液體在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時刻的位置。

（1）單擺的周期是 _______s；

（2）圖乙是實驗得到的有液體痕跡并進行了數(shù)據(jù)測量的紙帶，根據(jù)紙帶可求出滑塊的加速度為 __________________ m/s2；（結(jié)果取兩位有效數(shù)字）

（3）用該實驗裝置測量滑塊加速度，對實驗結(jié)果影響最大的因素是___________________________________ 。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在固定導熱汽缸內(nèi)，活塞可沿汽缸無摩擦地滑動，活塞橫截面積為S＝0.01 m2、質(zhì)量為m＝10 kg，活塞距離汽缸底部的距離為h0＝10 cm，外界大氣壓強p0＝1.0×105 Pa，環(huán)境溫度為t0＝27 ℃，g＝10 m/s2。

(ⅰ)當環(huán)境溫度緩慢升高至57 ℃時，試比較此過程中氣體吸收的熱量Q與物體內(nèi)能變化量ΔU的大小關(guān)系。

(ⅱ)當環(huán)境溫度升高至57 ℃時，為使活塞距離汽缸底部的距離仍為10 cm，可使汽缸水平向右做勻加速直線運動，此時加速度應為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平面上放置一傾角為θ的光滑斜面，斜面上用勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接一質(zhì)量為m的小木塊，輕彈簧連在斜面頂端，開始系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)�，F(xiàn)使斜面從靜止開始緩慢向左加速，加速度從零開始緩慢增大到某一值，然后保持此值恒定，木塊最終穩(wěn)定在某一位置(彈簧處在彈性限度內(nèi))。斜面從靜止開始向左加速到加速度達到最大值的過程中，下列說法正確的是

A. 木塊的重力勢能一直減小

B. 木塊的機械能一直增加

C. 木塊的加速度大小可能為

D. 彈簧的彈性勢能一直增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比n1:n2=5:1,R1=5R,R2=R，在ab兩端接220v的正弦交流電壓，則下列說法正確的是

A. 電壓表示數(shù)為20V B. 電壓表示數(shù)為22V

C. 電壓表示數(shù)為36.7V D. R1與R2上消耗的功率不相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，滑輪固定在天花板上，物塊A，B用跨過滑輪不可伸長的輕細繩相連接，物塊B靜止在水平地面上．如用Ff和FN分別表示水平地面對物塊B的摩擦力和支持力，那么若將物塊B向左移動一小段距離，物塊B仍靜止在水平地面上，則Ff和FN的大小變化情況是(　　)

A. Ff，F(xiàn)N都增大

B. Ff，F(xiàn)N都減小

C. Ff增大，FN減小

D. Ff減小，FN增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學利用如圖甲所示的氣墊導軌裝置探究恒力做功與物體動能變化間的關(guān)系．在氣墊導軌上安裝了光電門，滑塊上固定寬度為d的遮光條，用細線繞過定滑輪將質(zhì)量為M＝200 g的滑塊(含遮光條)與質(zhì)量為m＝30 g的重物相連，細線與導軌平行．實驗時滑塊每次都從同一位置A處由靜止釋放，用x表示滑塊從靜止開始到通過光電門的位移大小，用t表示遮光條通過光電門的時間．改變光電門在氣墊導軌上的位置，測量不同x所對應遮光條通過光電門的時間t，再分別計算拉力做的功W和滑塊通過光電門時的動能Ek.

(1) 用游標卡尺測量遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，則d＝________cm.

(2) 實驗前調(diào)節(jié)氣墊導軌水平的目的是________________________________________．

(3) 將重物的重力視為滑塊受到的拉力，取g＝9.80 m/s2，用W＝mgx計算出拉力對滑塊做的功W，并計算出滑塊動能增量ΔEk.計算結(jié)果見下表：

W/10－3 J

7.35

8.82

10.29

11.76

13.23

14.70

ΔEk/10－3 J

6.39

7.67

8.95

10.23

11.50

12.78

(W－ΔEk)/10－3 J

0.96

1.15

1.34

1.53

1.73

1.92

①實驗結(jié)果表明，ΔEk總是小于W.你認為這是________(選填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差，簡要說明你的理由：__________________________________________________________.

②進一步研究表明，拉力對小車做的功W和小車動能增量ΔEk的差值(W－ΔEk)隨x增大而增大，用題中滑塊和重物的質(zhì)量可計算出(W－ΔEk)與x的比值＝________．(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，MN、PQ 為水平放置的平行導軌，通電導體棒 ab 垂直放置在導軌上。 已知導體棒質(zhì)量為 1kg，長為 2m，通過的電流恒定為 5A，方向如圖所示，導體棒與導軌 間的動摩擦因數(shù)為 0.75，重力加速度為 10m/s2。若使導體棒水平向右勻速運動，要求軌道 內(nèi)所加與導體棒 ab 垂直的勻強磁場最小，則磁場的方向與軌道平面的夾角是_____， 相應的磁感應強度大小為_____T。

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