【題目】在兩同心半圓軌道PQ、MN間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，半圓PQ半徑為，MN半徑為。導(dǎo)體棒ab始終與軌道接觸良好，繞通過a端的水平軸以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示．長、相距為的平行金屬板A、B分別用導(dǎo)線與導(dǎo)軌連接于a、c兩點。質(zhì)量為m、帶電荷量為的微粒連續(xù)不斷地沿兩板中軸線以速度射入兩金屬板間，已知，導(dǎo)體棒ab轉(zhuǎn)動角速度，不計金屬板外的電場及微粒間相互作用，板間電場為勻強(qiáng)電場，重力加速度為g。

（1）欲使不同時刻從點射入的微粒均能平行射出金屬板，求磁感應(yīng)強(qiáng)度和微粒射入初速度應(yīng)滿足的條件；

（2）若微粒能在最短時間內(nèi)平行射出金屬板，兩金屬板間距離至少要多大？

【答案】（1） （2）2

【解析】（1）導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動一周時間內(nèi)，A、B間存在電場的時間為半個周期，板間無電場時微粒在重力作用下做拋體運(yùn)動，板間有電場時微粒在電場力和重力共同作用下運(yùn)動，兩段運(yùn)動必須對稱，才能使微粒平行金屬板射出。因此受力方面必須滿足： ①

板間電壓等于導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，即：

②

聯(lián)立①②式代入：，得： ③

時間方面，必須滿足微粒運(yùn)動時間為ab轉(zhuǎn)動周期的整數(shù)倍，即

④

解得 ⑤

（2）④式中，當(dāng)時微粒在板間運(yùn)動時間最短，且最短運(yùn)動時間：⑥

在板間建立電場的初始時刻或者電場消失的時刻射入的微粒，向上或向下的側(cè)移距離最大，如圖（c）（d）所示，由對稱關(guān)系可知： ⑦

由⑥⑦式解得： ⑧

即當(dāng)微粒在板間運(yùn)動時間最短時，兩板間最小距離為2

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy，y軸正方向豎直向上．在第一、第四象限內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，其大小E1＝；在第二、第三象限內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場和垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度大小E2＝，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從x軸上距坐標(biāo)原點為d的P點由靜止釋放．

(1) 求小球從P點開始運(yùn)動后，第一次經(jīng)過y軸時速度的大�。�

(2) 求小球從P點開始運(yùn)動后，第二次經(jīng)過y軸時的坐標(biāo)；

(3) 若小球第二次經(jīng)過y軸后，第一、第四象限內(nèi)的電場強(qiáng)度變?yōu)?/span>E′1＝，求小球第三次經(jīng)過y軸時的坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，AEFD和EBCF是兩個等邊長的正方形，在A點固定一個帶電量為+Q的點電荷，在C點固定一個帶電量為—Q的點電荷，則下列說法正確的是（）

A. E、F兩點的電場強(qiáng)度相同

B. E、F兩點的電勢相同

C. 將一個負(fù)電荷由E點沿直線移動到F點，電場力先做正功后做負(fù)功

D. 將一個負(fù)電荷由E點沿直線移動到F點，電場力先做負(fù)功后做正功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，三個小球A、B、C的質(zhì)量均為m，A與B、C間通過鉸鏈用輕桿連接，桿長為L，B、C置于水平地面上，用一輕質(zhì)彈簧連接，彈簧處于原長.現(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點，兩輕桿間夾角α由60°變?yōu)?/span>120°，A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為g.則此下降過程中

A. A的動能達(dá)到最大前，B受到地面的支持力等于

B. A的動能最大時，B受到地面的支持力等于

C. 彈簧的彈性勢能最大時，A的加速度方向豎直向上

D. 彈簧的彈性勢能最大值為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某小組測量木塊與木板間動摩擦因數(shù)，實驗裝置如圖甲所示.

（1）測量木塊在水平木板上運(yùn)動的加速度a．實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示．從某個清晰的點O開始，每5個打點取一個計數(shù)點，依次標(biāo)出1、2、3…，量出1、2、3…點到O點的距離分別為s1、s2、s3…,從O點開始計時，1、2、3…點對應(yīng)時刻分別為t1、t2、t3…,求得， ， …． 作出-t圖象如圖丙所示．圖線的斜率為k，截距為b．則木塊的加速度a=_____；b的物理意義是______．

（2）實驗測得木塊的加速度為a，還測得鉤碼和木塊的質(zhì)量分別為m和M，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，則動摩擦因數(shù)μ=______．

（3）關(guān)于上述實驗，下列說法中錯誤的是______．

A．木板必須保持水平

B．調(diào)整滑輪高度，使細(xì)線與木板平行

C．鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量

D．紙帶與打點計時器間的阻力是產(chǎn)生誤差的一個因素

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電影《情報特工》中，有一特工隊員潛入敵人的堡壘，準(zhǔn)備竊取鋪在桌面上的戰(zhàn)略圖板A,圖板上面有一個硯臺B,情境簡化如圖。若圖板A的質(zhì)量為m、與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ,硯臺B的質(zhì)量為2m、與圖板間的動摩擦因數(shù)為2μ,用平行于桌面向右的力F將圖板拉出桌面。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。下列說法正確的是

A. 硯臺B對圖板A的摩擦力方向向右

B. 硯臺B的加速度隨拉力F增大而一直增大

C. 當(dāng)F>3μmg時，圖板A與硯臺B發(fā)生相對滑動

D. 當(dāng)F=4.5μmg時，硯臺B的加速度為0.5μg

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組利用如圖甲所示的裝置探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系。

(1)下列實驗操作中，正確的是_________(填選項前面的字母).

A.牽引小車的細(xì)繩必須與長木板保持平行

B.實驗中必須保證砝碼桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

C.將長木板沒有滑輪的一端墊高，掛上砝碼桶，直到小車能沿著木板勻速下滑

D.改變小車的質(zhì)量時，需要重新平衡摩擦力，才能進(jìn)行實驗

(2)按照正確的操作步驟，打出了一條紙帶。計時器打點的時間間隔為0.02s。從比較清晰的點起，每五個點取一個計數(shù)點，測出相鄰計數(shù)點之間的距離，如圖乙所示。此時小車的加速度a=_________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(3)某同學(xué)將裝置放在水平桌面上，在沒有平衡摩擦力的情況下，改變小車的質(zhì)量，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖丙所示的A、B兩條直線。若兩次實驗中小車的質(zhì)量分別為mA、mB,由圖可知，mA____mB(選填“>”“<”或“=”)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，使質(zhì)量為m=200g的重物拖著紙帶自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點。選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示，O為紙帶下落的起始點，A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點。已知打點計時器每隔T=0.02s打一個點，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g=9.80m/s2，那么：

(1)計算B點瞬時速度時，甲同學(xué)用，乙同學(xué)用vB=g(nT)，丙同學(xué)用。其中所選擇方法正確的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)同學(xué)。(SOB與SAC分別表示紙帶上O、B和A、C之間的距離，n為從O到B之間的間隔數(shù))

(2)紙帶下落的加速度為_______m/s2(保留三位有效數(shù)字)，下落過程中受到的阻力f=_______N。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，OA為垂直于xOy平面的足夠大的熒光屏，與x軸夾角為30。一質(zhì)量為m電荷量為q的正離子從y軸上的P點，以速度沿x軸正方向射出。當(dāng)xOy平面存在沿y軸負(fù)方向、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場時，離子恰好垂直打到熒光屏上；當(dāng)xOy平面存在垂直平面向外的勻強(qiáng)磁場時，離子也垂直打到熒光屏上。離子的重力不計。

（1）求P點距O點的距離；

（2）求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大��；

（3）當(dāng)存在磁場時，若有大量的該離子以相同的速率從P點沿xOy 坐標(biāo)平面向各個方向射出，不考慮離子間的相互作用，求熒光屏上有離子到達(dá)部分的長度。

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