4．一束帶正電且均勻分布的粒子流，每個(gè)粒子的質(zhì)量均相同，所帶電荷量均為 q，它們形成的電流為I．此粒子流垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)中沿一段半徑為R的圓弧運(yùn)動(dòng)，后來打在靶上．若粒子流打在靶上時(shí)其動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為熱量，測(cè)得單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為P，試求單個(gè)粒子的質(zhì)量．

分析 根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，利用洛倫茲力充當(dāng)向心力可明確速度與質(zhì)量的關(guān)系，再根據(jù)電流的定義明確粒子個(gè)數(shù)；根據(jù)能量守恒定律列式，聯(lián)立即可求得單個(gè)粒子的質(zhì)量．

解答 解：粒子在磁場(chǎng)中做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有：
qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
解得：v=$\frac{qBR}{m}$
根據(jù)電流的定義可知，單位時(shí)間內(nèi)打在靶上的粒子數(shù)為：
n=$\frac{I}{q}$
根據(jù)題意由能量守恒定律可知：
P=$\frac{I}{q}$$•\frac{1}{2}$mv2
解得：
m=$\frac{qI{B}^{2}{R}^{2}}{2P}$
答：?jiǎn)蝹�(gè)粒子的質(zhì)量為$\frac{qI{B}^{2}{R}^{2}}{2P}$．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和電流的定義，要注意明確認(rèn)真審題，明確所有的動(dòng)能均變成內(nèi)能，從而確定所有粒子的動(dòng)能，這是解題的關(guān)鍵．

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：解答題

14．如圖所示，為向心力演示儀器，其中轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1可以帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤2和轉(zhuǎn)盤3通過一不打滑的皮帶連接，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤3轉(zhuǎn)動(dòng)．轉(zhuǎn)盤2和轉(zhuǎn)盤3有三種半徑可選，分別是1：1、2：1、3：1的半徑比．ABC三個(gè)位置可以放上小球，在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中帶到小球轉(zhuǎn)動(dòng)，小球?qū)醢宓牧νㄟ^桿讓套筒7下沉，固定樁8上有標(biāo)尺，從而讓小球?qū)醢宓牧Φ拇笮≡跇?biāo)尺上體現(xiàn)出來．A位置到轉(zhuǎn)盤2的轉(zhuǎn)軸距離與C到轉(zhuǎn)盤3的轉(zhuǎn)軸距離相等，為B到轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)軸距離的一半．小球有三個(gè)，兩個(gè)相同的鐵球一個(gè)塑料球，鐵球與塑料球質(zhì)量比為2：1．

（1）某同學(xué)為了探究角速度一定時(shí)向心力與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的關(guān)系，將一個(gè)鐵球放B，另外一個(gè)鐵球放C，他應(yīng)該選擇的轉(zhuǎn)盤2和轉(zhuǎn)盤3的半徑比為1：1．
（2）若選擇轉(zhuǎn)盤2和轉(zhuǎn)盤3的半徑比為3：1，鐵球放B，塑料球放C，則左右標(biāo)尺讀數(shù)的比值為4：9．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．作用在同一個(gè)物體的兩個(gè)共點(diǎn)力，一個(gè)大小為30N，另一個(gè)大小為40N，它們的合力大小可能為（　�。�
A．0B．40NC．80ND．100N

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.6s時(shí)刻的圖象如圖甲所示，波上A質(zhì)點(diǎn)（x=15m）的振動(dòng)圖象如圖乙所示此時(shí)，P、Q為如甲圖中所示y=-1m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則以下說法正確的是（　　）
A．這列波沿x軸正方向傳播
B．這列波的波速是$\frac{50}{3}$m/s
C．若該波在傳播過程中遇到一個(gè)尺寸為10m的障礙物，不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
D．從t=0.6s開始，緊接著的△t=0.3s時(shí)間內(nèi)，P質(zhì)點(diǎn)通過的路程是2m
E．從t=0.6s開始，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q早0.4s回到平衡位置

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

19．表為某電熱水壺銘牌上的一部分內(nèi)容．根據(jù)表中的信息，可計(jì)算出在額定電壓下以額定功率工作時(shí)通過電熱水壺的電流約為（　�。�
型    號(hào)SP-988額定功率1500W
額定電壓220V額定容量1.6L
A．0.15 AB．0.23 AC．4.4 AD．6.8 A

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

9．某同學(xué)在做探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶如圖所示，相鄰兩點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出來，圖中上面的數(shù)字為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為50Hz．（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）

則由以上信息可推知：
（1）相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.10s；
（2）小車所做的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)；
（3）打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)小車的速度大小為v=1.20m/s；
（4）小車的加速度為a=1.98m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

16．如圖所示，一通電直導(dǎo)線位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直．磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，導(dǎo)線長(zhǎng)度L=0.2m．當(dāng)導(dǎo)線中的電流I=1A時(shí)，該導(dǎo)線所受安培力的大小為（　�。�
A．0.02 NB．0.04 NC．0.06 ND．0.08 N

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1和Q2固定在x軸上O、D兩點(diǎn)，兩者之間連線上各點(diǎn)電勢(shì)高低如圖中曲線所示（OB＞BD），取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，由圖可知（　�。�
A．B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零
B．Q1為負(fù)電荷，Q2為正電荷
C．Q1電量一定大于Q2電量
D．將電子沿x軸從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力一直做正功

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．如圖所示，圓心在原點(diǎn)、半徑為R的圓將xOy平面分為兩個(gè)區(qū)域，在圓內(nèi)區(qū)域Ⅰ（r≤R）和圓外區(qū)域Ⅱ（r＞R）的第一、二象限分別存在兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向均垂直于xOy平面．垂直于xOy平面放置兩塊平面熒光屏，其中熒光屏甲平行于y軸放置在x=2.6R的位置，熒光屏乙平行于x軸放置在y=3.5R的位置．現(xiàn)有一束質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的加速電場(chǎng)后從坐標(biāo)為（0，-R）的A點(diǎn)沿y軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ，最終打在熒光屏甲上，出現(xiàn)亮點(diǎn)N的坐標(biāo)為（2.6R，0.8R）．若撤去圓外磁場(chǎng)，粒子也打在熒光屏甲上，出現(xiàn)亮點(diǎn)M的坐標(biāo)為（2.6R，0），此時(shí)，若將熒光屏甲沿x軸正方向平移，發(fā)現(xiàn)亮點(diǎn)的y軸坐標(biāo)始終保持不變．不計(jì)粒子重力影響．
（1）求在區(qū)域Ⅰ和Ⅱ中粒子運(yùn)動(dòng)速度v1、v2的大��；
（2）求在區(qū)域Ⅰ和Ⅱ中磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的大小和方向；
（3）若加速電壓變?yōu)?U，且上述兩個(gè)磁場(chǎng)方向均反向，熒光屏仍在初速位置，求粒子到達(dá)熒光屏的位置坐標(biāo)．

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