【題目】如圖所示,A1、A2為兩塊面積很大、相互平行的金屬板,兩板間距離為d,以A1板的中點為坐標(biāo)原點,水平向右和豎直向下分別建立x軸和y軸,在坐標(biāo)為(0,)的P處有一粒子源,可在坐標(biāo)平面內(nèi)向各個方向不斷發(fā)射同種帶電粒子,這些帶電粒子的速度大小均為v0 ,質(zhì)量為m,帶電量為+q,重力忽略不計,不考慮粒子打到板上的反彈,且忽略帶電粒子對金屬板上電荷分布的影響.

(1)若只在A1、A2板間加上恒定電壓U0,且A1板電勢低于A2板,求粒子打到A1板上的速度大;

(2)若只在A1A2板間加上一方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,且B,求A1板上有粒子打到的區(qū)域范圍(用x軸坐標(biāo)值表示);

(3)在第(2)小題前提下,若在A1A2板間再加一電壓,使初速度垂直指向A1板的粒子打不到A1板,試確定A1、A2板電勢的高低以及電壓的大。

【答案】(1)

(2)

【解析】(1)粒子運動到A1板,電場力做正功

(2)磁場中圓周運動有 ,得

i 向右偏轉(zhuǎn)打到A1板最遠(yuǎn)為軌跡恰好與A1板相切的粒子,如圖(1)所示,

由幾何關(guān)系知

可得

i i 向左偏轉(zhuǎn)打到A1板最遠(yuǎn)處對應(yīng)有兩種情況

易知O2M=d/4,O2N=3d/4

情形一:若R<3d/4,即時,最遠(yuǎn)處軌道對應(yīng)為x,PQ為直徑由幾何關(guān)系知

所以,當(dāng)時A1板上有粒子打到的范圍x軸坐標(biāo)是:

情形二:若R>3d/4,即時,最遠(yuǎn)處為軌道與A2相切的粒子打在A1的落點,如圖(2)所示

顯然仍有x1=

+

所以,當(dāng)時A1板上有粒子打到的范圍x軸坐標(biāo)是:

—(+)~

(3)要使粒子不再打到A1板,應(yīng)使粒子做曲線運動的曲率半徑減小,即使速度v減小,所以應(yīng)加電場方向向下,即A1板電勢高于A2板;

恰好不打到A1板,即到達(dá)A1板時速度方向與板平行,設(shè)此時速度為v,

對于此時曲線軌跡上任一點在x方向上有

分別對y方向的位移和x方向的速度累加得:

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】關(guān)于平衡狀態(tài)和平衡條件,下列說法中正確的是

A. 只要物體的速度為零,就一定處于平衡狀態(tài)

B. 只有不受力的作用的物體,才處于平衡狀態(tài)

C. 只要物體的加速度為零,物體就處于平衡狀態(tài)

D. 以上說法都不對

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【題目】下列物理量中,屬于矢量的是(

A. 位移 B. 質(zhì)量 C. 溫度 D. 時間

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【題目】如圖所示,一輕質(zhì)彈簧的下端,固定在水平面上,上端疊放著兩個質(zhì)量均為M的物體B(物體B與彈簧栓接),彈簧的勁度系數(shù)為k,初始時物體處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體A上,使物體A開始向上做加速度為a的勻加速運動,測得兩個物體的v-t圖像如圖乙所示(重力加速度為g),則( )

A. 施加外力的瞬間,A、B間的彈力大小為M(g-a)

B. A、 B在t1時刻分離,此時彈簧彈力大小不為零

C. 彈簧恢復(fù)到原長時,物體B的速度達(dá)到最大值

D. B與彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能先逐漸減小, 后保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系實驗時,某老師對傳統(tǒng)實驗進(jìn)行了改進(jìn),其實驗操作如下:

如圖1所示,先將沙和沙桶通過滑輪懸掛于小車一端,調(diào)節(jié)平板的傾角θ,使小車沿斜面向下做勻速直線運動,測出沙和沙桶的總質(zhì)量m;

保持平板傾角θ不變,去掉沙和沙桶,小車即在平板上沿斜面向下做勻加速直線運動,通過紙帶測量其加速度a;

保持小車質(zhì)量M不變,多次改變沙和沙桶的總質(zhì)量m,每次重復(fù)①②兩步操作,得到小車加速度與合力的關(guān)系;

多次改變小車的質(zhì)量,進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮,得到小車加速度和質(zhì)量的關(guān)系.

(1)在上述實驗操作過程中,以下說法正確的是_______

A.可以用電池盒給打點計時器供電

B.應(yīng)在小車開始運動后再接通打點計時器的電源

C.要保持細(xì)繩與平板平行

D.應(yīng)讓小車從靠近定滑輪處開始運動

(2)在操作中若打了一條如圖2所示的紙帶,已知紙帶左端為連接小車處,則應(yīng)將平板的傾角適當(dāng)_______(選填增大減小)些;

(3)在操作中,小車所受的合力大小等于_______(用題中所給定的字母以及重力加速度g表示);

(4)在本實驗中_______(選填需要不需要)滿足沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量;在操作中,每次改變小車質(zhì)量后,_______(選填需要不需要)重新調(diào)節(jié)平板的傾角.

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【題目】一個圓形線圈,共有n=10匝,其總電阻r=4.0Ω,線圈與阻值R0=16Ω,的外電阻連成閉合回路,如圖甲所示.線圈內(nèi)部存在著一個邊長l=0.20m的正方形區(qū)域,其中有分布均勻但強(qiáng)弱隨時間變化的磁場,圖乙顯示了一個周期內(nèi)磁場的變化情況,周期T=1.0×10-2s,磁場方向以垂直線圈平面向外為正方向.求:

(1)t=時刻,電阻R0上的電流大小和方向;

(2)0~ ,時間內(nèi),流過電阻R0的電量;

(3)一個周期內(nèi)電阻R0的發(fā)熱量。

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【題目】圖甲所示為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖,圖乙所示為介質(zhì)中x=2 m處的質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象.下列說法正確的是(  )

A. 這列波的傳播方向沿x軸的負(fù)方向

B. 這列波的傳播速度是20 m/s

C. 經(jīng)過0.1 s,質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向

D. 經(jīng)過0.35 s,質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于加速度,下列說法中正確的是( )

A. -10m/s2+2ms2小;

B. 加速度不斷增大時,速度也一定不斷增大;

C. 速度均勻增大時,加速度也均勻增大;

D. 速度不斷增大時,加速度也可能不斷減小.

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【題目】如圖所示電路,電源的內(nèi)電阻不能忽略.現(xiàn)閉合開關(guān) S,電壓表有確定示數(shù),調(diào)節(jié)可變電阻 R的阻值,電壓表的示數(shù)增大ΔU.下列判斷正確的是

A. 可變電阻 R 被調(diào)到較小的阻值

B. 電阻 R2 兩端的電壓減小,減小量等于ΔU

C. 通過電阻 R2 的電阻減小,減小量等于ΔU / R2

D. 路端電壓增大,增大量等于ΔU

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