【題目】圖甲所示,兩個平行正對的水平金屬板XX′極板長L=0.2m,板間距離d=0.2m,在金屬板右端豎直邊界MN的右側(cè)有一區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5×103T,方向垂直紙面向里.現(xiàn)將X′極板接地,X極板上電勢φ隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示.現(xiàn)有帶正電的粒子流以v0=105m/s的速度沿水平中線OO′連續(xù)射入電場中,粒子的比荷q/m=108C/kg,重力可忽略不計(jì),在每個粒子通過電場的極短時(shí)間內(nèi),電場可視為勻強(qiáng)電場(設(shè)兩板外無電場).求:

1)若粒子恰好可以從極板右側(cè)邊緣飛出,求此時(shí)兩極板間的電壓值;

2)粒子在磁場中運(yùn)動的最長時(shí)間和最短時(shí)間之比;

3)分別從O′點(diǎn)和距O′點(diǎn)下方 = 0.05m處射入磁場的兩個粒子,在MN上射出磁場時(shí)兩出射點(diǎn)之間的距離.

【答案】123

【解析】(1)帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中類平拋運(yùn)動

水平方向:

豎直方向:

所以:

(2)當(dāng)時(shí)進(jìn)入電場中的粒子將打到極板上,即在電壓等于時(shí)刻進(jìn)入的粒子具有最大速度

所以由動能定理得到:

得到:

計(jì)算可得到,粒子射入磁場時(shí)的速度與水平方向的夾角為,從下極板邊緣射出的粒子軌跡如圖中a所示,磁場中軌跡所對的圓心角為,時(shí)間最長

從上極板邊緣射出的粒子軌跡如圖中b所示,磁場中軌跡所對應(yīng)的圓心角為,時(shí)間最短,因?yàn)閮闪W拥闹芷?/span>相同,所以粒子在磁場中運(yùn)動的最長時(shí)間和最短時(shí)間之比為

(3)如下圖所示,從點(diǎn)射入磁場的粒子速度為

它在磁場中的出射點(diǎn)與入射點(diǎn)間距為

,得到:

所以:

從距點(diǎn)下方處射入磁場的粒子速度與水平方向夾角

則它的速度為:

它在磁場中的出射點(diǎn)與入射點(diǎn)間距為

由于,所以:

所以兩個粒子向上偏移的距離相等

所以,兩粒子射出磁場的出射點(diǎn)間距仍為射入磁場時(shí)的間距,即

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】某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù).在一端裝有定滑輪的長木板上固定A、B兩個光電門,與光電門相連的計(jì)時(shí)器能顯示滑塊上的遮光片通過光電門時(shí)的遮光時(shí)間,滑塊通過繞過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩與測力計(jì)掛鉤相連,測力計(jì)下吊著沙桶,測力計(jì)能顯示掛鉤所受的拉力,滑塊對長木板的壓力與滑塊的重力大小相等,已知遮光片寬度為d,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g

(1)為了滿足實(shí)驗(yàn)的要求,下列說法正確的是_______

A.長木板應(yīng)放在水平桌面上

B.長木板沒有定滑輪的一端應(yīng)適當(dāng)墊高,以平衡摩擦力

C.沙桶及測力計(jì)的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量

D.定滑輪與滑塊之間的細(xì)繩應(yīng)與長木板平行

(2)甲同學(xué)測出A、B兩光電門之間的距離為L,滑塊通過A、B兩光電門的時(shí)間分別為t1、t2,滑塊的加速度大小a=_________(用字母L、d、t1、t2表示).

(3)多次改變沙桶里沙的質(zhì)量,重復(fù)步驟(2),根據(jù)測得的多組Fa,作出a-F圖象如題23圖乙所示,由圖象可知,滑塊的質(zhì)量為____________,滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為________

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.05T,磁場區(qū)域足夠大。磁場中某點(diǎn)有一個核處于靜止?fàn)顟B(tài),某時(shí)刻核沿平行紙面的方向放出一個粒子后衰變成核。

(1)寫出上述衰變方程;

(2)若衰變后,質(zhì)量較小的粒子在磁場中做半徑為r=10m的勻速圓周運(yùn)動,已知1u=1.6×10-27kg,e=1.6×10-19C,求核做圓周運(yùn)動的動能大小。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩個氘核聚變的核反應(yīng)方程為,其中氘核的質(zhì)量為2.0130 u,氦核的質(zhì)量為3.0150 u,中子的質(zhì)量為1.0087 u,1 u相當(dāng)于931.5 MeV,在兩個氘核以相等的動能0.35 MeV進(jìn)行對心碰撞,并且核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的情況下,下列說法正確的是

A. 該核反應(yīng)吸收的能量為2.14 MeV

B. 核反應(yīng)后氦核與中子的動量等大反向

C. 核反應(yīng)后氦核的動能為0.71 MeV

D. 核反應(yīng)后中子的動能為0.71 MeV

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量為M的足夠長的木板B放在光滑水平地面上,一個質(zhì)量為m的滑塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))放在木板上,設(shè)木塊受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,如圖甲所示.木板B受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用時(shí),用傳感器測出木板B的加速度a,得到如圖乙所示的a-F圖象,取g=10m/s2,則

A. 滑塊A的質(zhì)量m=1.5kg

B. 木板B的質(zhì)量M=1.5kg

C. 當(dāng)F=5N時(shí),木板B的加速度a=4m/s2

D. 滑塊A與木板B間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,紙面內(nèi)有一以A、B、CD為頂點(diǎn)的正方形區(qū)域,其中心O處有一帶電荷量為Q的正點(diǎn)電荷,E、F分別為AB邊和AD邊的中點(diǎn),則在該電荷產(chǎn)生的電場中

A. AB、C、D四點(diǎn)處的電場強(qiáng)度相同

B. AE、B三點(diǎn)間的電勢差滿足UAE =UEB

C. A、F兩點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小之比為12

D. 電子在C處時(shí)的電勢能大于在F處的電勢能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是___________(填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得分為0)

A.當(dāng)分子間距離增大時(shí),分子間引力增大,分子間斥力減小

B.布朗運(yùn)動反映了懸浮顆粒內(nèi)部的分子在永停息地做無規(guī)則的熱運(yùn)動

C雨傘傘面上有許多細(xì)小的孔,卻能遮雨,是因?yàn)樗谋砻鎻埩ψ饔?/span>

D.一定量的理想氣體,如果壓強(qiáng)不變,體積增大,那么它一定從外界吸熱

E.一定量的理想氣體,如果體積不變,分子每秒平均碰鐘次數(shù)隨著溫度降低而減少

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖所示為一列沿著x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖。已知這列波的波速v=5.0m/s。下列說法正確的是 ( )

A. 這列波的頻率f=1.0Hz

B. 經(jīng)過一個周期,x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)沿著x軸正向運(yùn)動的距離為1.0m

C. t=0t1=0.4s時(shí)間內(nèi),x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程是20cm

D. t=0時(shí)刻,x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)正在沿著y軸負(fù)方向運(yùn)動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一半徑為R的光滑半圓形細(xì)軌道,其圓心為O,豎直固定在地面上。軌道正上方離地高為h處固定一水平光滑長直細(xì)桿,桿與軌道在同一豎直平面內(nèi),桿上P點(diǎn)處固定一定滑輪,P點(diǎn)位于Q點(diǎn)整上方。A、B是質(zhì)量均為m的小環(huán),A套在桿上,B套在軌道上,一條不可伸長的輕繩通過定滑輪連接兩環(huán)。兩環(huán)均可看作質(zhì)點(diǎn),且不計(jì)滑輪大小與摩擦,F(xiàn)對A環(huán)施加一水平向右的力F,使B環(huán)從地面由靜止開始沿軌道運(yùn)動。則

A若緩慢拉動A環(huán),B環(huán)緩慢上升至D點(diǎn)的過程中,F(xiàn)一直減小

B若緩慢拉動A環(huán),B環(huán)緩慢上升至D點(diǎn)的過程中,外力F所做的功等于B環(huán)機(jī)械能的增加量

CF為恒力,B環(huán)最終將靜止在D點(diǎn)

DF為恒力,B環(huán)被拉到與A環(huán)速度大小相等時(shí),

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案