【題目】如圖所示,一對足夠大的金屬板MN正對且豎直放置,兩極板分別接在大小可調(diào)的電源兩端,N極板右側(cè)分布有勻強(qiáng)磁場,磁場大小為B,方向垂直紙面向里,磁場區(qū)域放有一半徑為R的圓柱體,圓柱體的軸線與磁場方向平行,圓柱體的橫截面圓的圓心O到右極板N的距離為,在貼近左極板M處有足夠大的平行且?guī)ж?fù)電等離子束,在電場力的作用下無初速沿垂直于N極板(經(jīng)過特殊處理,離子能透過)射入磁場區(qū)域,已知所有離子的質(zhì)量均為m,電量為q,忽略離子的重力和離子間的相互作用力.求:

(1)若某個離子經(jīng)過N極板后恰好垂直打在圓柱體的最高點(diǎn),則此時(shí)加在極板上的電源電壓;

(2)為了使所有的離子均不能打在圓柱體上,則電源電壓需滿足什么條件;

(3)若電源電壓調(diào)為,則從極板N上哪個范圍內(nèi)射出的離子能打在圓柱體上。

【答案】(1)(2)(3)在離O1上方不大于和在離O1下方不大于的范圍內(nèi)的離子均能打在圓柱體上

【解析】(1)設(shè)經(jīng)過極板加速后垂直打在圓柱體的最高點(diǎn)時(shí)速度為v1,由動能定理知

由幾何關(guān)系知,離子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑

聯(lián)立得

(2)設(shè)所有離子剛好不能打在圓柱體上時(shí)速度為v2,軌跡如圖1,此時(shí)離子的軌跡半徑

由牛頓第二定律知

聯(lián)立

則電源電壓需滿足

(3)若電源電壓調(diào)為,由

得,離子的軌跡半徑r=3R

畫出離子的運(yùn)動軌跡如圖2所示,從O1上方P點(diǎn)、O1下方Q點(diǎn)射入的離子剛好打在圓柱體上,只有從PQ區(qū)間射入磁場的離子均能打在圓柱體上,由幾何關(guān)系知

同理可得

因此在離O1上方不大于和在離O1下方不大于的范圍內(nèi)的離子均能打在圓柱體上。

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】伽利略對自由落體運(yùn)動運(yùn)動和力的關(guān)系的研究,開創(chuàng)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)研究方法.圖1、圖2分別表示這兩項(xiàng)研究中實(shí)驗(yàn)和邏輯推理的過程,對這兩項(xiàng)研究,下列說法正確的是( 。

A. 1通過對自由落體運(yùn)動的研究,合理外推得出小球在斜面上做勻變速運(yùn)動

B. 1中先在傾角較小的斜面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可沖淡重力,使時(shí)間測量更容易

C. 2中完全沒有摩擦阻力的斜面是實(shí)際存在的,實(shí)驗(yàn)可實(shí)際完成

D. 2的實(shí)驗(yàn)為理想實(shí)驗(yàn),通過邏輯推理得出物體的運(yùn)動需要力來維持

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)采用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,彈簧彈力的大小等于所掛鉤碼的重力大。畬(shí)驗(yàn)時(shí)先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度L0 , 再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端,每次測出相應(yīng)的彈簧總長度L,總共獲得了6組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

(1)該同學(xué)把6組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)標(biāo)在圖象中,請你根據(jù)這些數(shù)據(jù)點(diǎn)在圖2中作出F﹣L圖線;
(2)由此圖線可以得出該彈簧的自然長度L0=cm,勁度系數(shù)k=N/m(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);
(3)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)把彈簧水平放置,與彈簧豎直懸掛相比較:優(yōu)點(diǎn)是;缺點(diǎn)是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】正在做加速運(yùn)動的物體,如果它的加速度在逐漸減小,則該物體( 。

A.汽車的速度可能不變B.立即反向運(yùn)動

C.立即做減速運(yùn)動D.運(yùn)動的速度一定在增加

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【題目】關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的概念,下面說法正確的是( )

A. 根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式B=可知,在磁場中某處,BF成正比、與Il成反比

B. 一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用,該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零

C. 一小段通電導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零處,它所受磁場力一定為零

D. 磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,與直線電流在該處所受磁場力方向相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的水平面上有一長為L的木板B,其右側(cè)邊緣放有小滑塊C,與木板B完全相同的木板A以一定的速度向左運(yùn)動,與木板B發(fā)生正碰,碰后兩者粘在一起并繼續(xù)向左運(yùn)動,最終滑塊C剛好沒有從木板A上掉下.已知木板A、B和滑塊C的質(zhì)量均為m,CA、B之間的動摩擦因數(shù)均為μ.求:

(1)木板AB碰前的速度v0;

(2)整個過程中木板B對木板A的沖量I.

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【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在電場強(qiáng)度為E、區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場中,以初速度v0沿ON在豎直面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動.ON與水平面的夾角為30°,重力加速度為g,且mg=Eq,則( )

A. 電場方向豎直向上

B. 小球運(yùn)動的加速度大小為g

C. 小球上升的最大高度為

D. 若小球在初始位置的電勢能為零,則小球電勢能的最大值為

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【題目】測繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室中有一個規(guī)格為“3V 1.5W”的小燈泡,滑動變阻器A(10 Ω,1 A),滑動變阻器B(1 kΩ,300 mA),實(shí)驗(yàn)小組連接的實(shí)物圖如圖1所示,則圖中滑動變阻器應(yīng)選用____________(選填AB),閉合開關(guān),若電壓表示數(shù)為零,電流表的示數(shù)為0.3 A,小燈泡亮,則斷路的導(dǎo)線是________;若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器,小燈泡亮度發(fā)生變化,但電壓表、電流表示數(shù)不能調(diào)為零,則斷路的導(dǎo)線是________;通過調(diào)節(jié)滑動變阻器,得到多組電壓表和電流表的示數(shù)如下表所示,當(dāng)電壓表的示數(shù)為1V時(shí),電流表的示數(shù)如圖2所示,則電流表的示數(shù)為_____________A;根據(jù)表中數(shù)據(jù),在所給方格紙中描點(diǎn)并作出該燈泡的伏安特性曲線_____

1 2 3

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B.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都揭示了光的粒子性

C.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型能夠解釋氫原子光譜的分立特征

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