【題目】如圖所示，坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一點(diǎn)狀的放射源，它向xOy平面內(nèi)的x軸上各個方向發(fā)射粒子， 粒子的速度大小都是，在0＜y＜d的區(qū)域內(nèi)分布有指向y軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為，其中q與m分別為粒子的電荷量和質(zhì)量；在d＜y＜2d的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場. ab為一塊很大的平面感光板，放置于y＝2d處，如圖所示. 觀察發(fā)現(xiàn)此時恰無粒子打到ab板上. (不考慮粒子的重力)

(1)求粒子剛進(jìn)入磁場時的動能；

(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

(3)將ab板平移到什么位置時所有粒子均能打到板上？并求出此時ab板上被粒子打中的區(qū)域的長度.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】試題分析：根據(jù)動能定理求出α粒子剛進(jìn)人磁場時的動能；粒子沿x軸正方向射出的粒子進(jìn)入磁場偏轉(zhuǎn)的角度最大，若該粒子進(jìn)入磁場不能打在ab板上，則所有粒子均不能打在ab板上，根據(jù)帶電粒子在電場中類平拋運(yùn)動，求出進(jìn)入磁場中的偏轉(zhuǎn)角度，結(jié)合幾何關(guān)系得出軌道半徑，從而得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大��；沿x軸負(fù)方向射出的粒子若能打到ab板上，則所有粒子均能打到板上．其臨界情況就是此粒子軌跡恰好與ab板相切．根據(jù)帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑大小得出磁場的寬度，從而確定出ab板移動的位置，根據(jù)幾何關(guān)系求出ab板上被α粒子打中的區(qū)域的長度。

（1）根據(jù)動能定理：

α粒子剛進(jìn)人磁場時的動能為：

(2)根據(jù)(1)中結(jié)果可知，

對于沿x軸正方向射出的粒子進(jìn)入磁場時與x軸正方向夾角

其在電場中沿x軸方向的位移：

該粒子運(yùn)動軌跡如圖所示：

根據(jù)幾何知識可知：若該粒子不能打到ab板上，則所有粒子均不能打到ab板上，因此該粒子軌跡必與ab板相切，其圓周運(yùn)動的半徑滿足關(guān)系式為：

解得： ，又根據(jù)洛倫茲力提供向心力：

可得：

(3)根據(jù)幾何知識可知，沿x軸負(fù)方向射出的粒子若能打到ab板上，則所有粒子均能打到ab板上，其臨界情況就是此粒子軌跡恰好與ab板相切

由圖可知此時磁場寬度應(yīng)為原來的

即當(dāng)此板位于的位置時，恰好所有粒子均

能打到板上，且ab板上被打中區(qū)域的長度為：

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，在水平面上放置一傾角為θ的光滑斜面，斜面上用勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接一質(zhì)量為m的小木塊，輕彈簧連在斜面頂端，開始系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)�，F(xiàn)使斜面從靜止開始緩慢向左加速，加速度從零開始緩慢增大到某一值，然后保持此值恒定，木塊最終穩(wěn)定在某一位置(彈簧處在彈性限度內(nèi))。斜面從靜止開始向左加速到加速度達(dá)到最大值的過程中，下列說法正確的是

A. 木塊的重力勢能一直減小

B. 木塊的機(jī)械能一直增加

C. 木塊的加速度大小可能為

D. 彈簧的彈性勢能一直增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】要測量一電源的電動勢E（小于3V）和內(nèi)阻r（約1），現(xiàn)有下列器材：電壓表V（3V和15V兩個量程）、電阻箱（0~999.9）、定值電阻R03、開關(guān)和導(dǎo)線。某同學(xué)根據(jù)所給器材設(shè)計(jì)如下的實(shí)驗(yàn)電路。

（1）電路中定值電阻R0的作用是_________；

（2）請根據(jù)圖甲電路，在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路_________。

（3）該同學(xué)調(diào)節(jié)電阻箱阻值R，讀出對應(yīng)的電壓表讀數(shù)U，得到二組數(shù)據(jù)：R11.0時U12.4V；R22.0時U22.5V。由這二組數(shù)據(jù)可求得電源的電動勢為E_____V，內(nèi)阻為r（保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在MN的下方足夠大的空間是玻璃介質(zhì)，其折射率n=，玻璃介質(zhì)的上邊界MN是屏幕。玻璃中有一正三角形空氣泡，其邊長l=40cm，頂點(diǎn)與屏幕接觸于C點(diǎn)，底邊AB與屏幕平行。激光a垂直于AB邊射向AC邊的中點(diǎn)O，結(jié)果在屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑。

①畫出光路圖；

②求兩個光斑之間的距離L。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】半徑為a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為. 圓環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B. 桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由確定，如圖所示. 則（ ）

A. 時，桿產(chǎn)生的電動勢為

B. 時，桿產(chǎn)生的電動勢為

C. 時，桿受的安培力大小為

D. 時，桿受的安培力大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在跳板跳水比賽中，運(yùn)動員的起跳過程可簡化為：運(yùn)動員走上跳板，將跳板從水平位置B壓到最低點(diǎn)C，跳板又將運(yùn)動員向上彈起，直到運(yùn)動到最高點(diǎn)A，然后運(yùn)動員完成規(guī)定動作落入水中，則下列說法正確的是

A. 運(yùn)動員在下壓跳板運(yùn)動至最低點(diǎn)C時，其所受外力的合力為0

B. 運(yùn)動員從B到C過程中，動能一直在減小

C. 運(yùn)動員從B到C過程中，跳板的彈性勢能一直在增加

D. 在從C到A的過程中，運(yùn)動員始終處于超重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】我國“探月工程”計(jì)劃在2018年 6月發(fā)射“嫦娥四號”衛(wèi)星。衛(wèi)星由地面發(fā)射后，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)多次變軌進(jìn)入圓形工作軌道Ⅲ，并將最終實(shí)現(xiàn)人類探測器在月球背面的首次軟著陸。下列說法正確的是

A. 衛(wèi)星在軌道Ⅲ的運(yùn)動速度比月球的第一宇宙速度大

B. 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度比在軌道I上經(jīng)過P點(diǎn)時小

C. 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的運(yùn)行周期比在軌道Ⅰ上短

D. 衛(wèi)星在軌道Ⅳ上的機(jī)械能比在軌道Ⅱ上大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直角坐標(biāo)系位于豎直平面內(nèi)，在的區(qū)域內(nèi)有電場強(qiáng)度大小、方向沿軸正方向的條形勻強(qiáng)電場，其寬度．一質(zhì)量、電荷量的帶電粒子從點(diǎn)（， ）以速度，沿軸正方向進(jìn)入電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)最終通過軸上的點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），不計(jì)粒子重力．求：

（）當(dāng)電場左邊界與軸重合時點(diǎn)的橫坐標(biāo)．

（）若只改變上述電場強(qiáng)度的大小，且電場左邊界的橫坐標(biāo)處在范圍內(nèi)，要求帶電料子仍能通過點(diǎn)，求此電場左邊界的橫坐標(biāo)與電場強(qiáng)度的大小的函數(shù)關(guān)系．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有平行于紙面的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場，電場與水平方向成60°角，同心大圓半徑為，兩圓間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場（圓的邊界上有磁場），磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子經(jīng)電場加速后恰好沿磁場邊界進(jìn)入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)恰好從內(nèi)圓的最高點(diǎn)A處進(jìn)入電場，并從最低點(diǎn)C處離開電場。不計(jì)粒子的重力。求：（1）該粒子從A處進(jìn)入電場時的速率；

（2）偏轉(zhuǎn)電場的場強(qiáng)大�。�

（3）使該粒子不進(jìn)入電場并在磁場中做完整的圓周運(yùn)動，進(jìn)入磁場的速度范圍。

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