【題目】如圖所示,在的區(qū)域內存在與xOy平面垂直的勻強磁場,磁感應強度的大小為B,方向垂直紙面向里,假設一系列質量為m、電荷量為q的正離子初速度為零,經(jīng)過加速電場加速后從O點沿Ox軸正方向進入勻強磁場區(qū)域,有一塊厚度不計、高度為d的金屬板豎直放置在磁場中,截面如圖,M、N分別為金屬板截面的上、下端點,M點的坐標為(d,2d),N點的坐標為(d,d)。不計正離子的重力。
(1)加速電場的電壓在什么范圍內,進入磁場的粒子才能全部打在金屬板上?
(2)求打在金屬板上的離子在磁場中運動的最短時間與最長時間的比值(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)設加速電壓為U,正離子初速度為零,經(jīng)過加速電場加速,根據(jù)動能定理得
(2分)
正離子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,(1分)
聯(lián)立解得(1分)
當加速電壓較小時,離子在磁場中做勻速圓周運動的半徑較小,當離子恰好打到金屬板下端點N時,圓周運動的半徑最小為,如圖1所示
根據(jù)幾何知識可以判斷,故(2分)
當加速電壓較大時,離子在磁場中做勻速圓周運動的半徑較大,當離子恰好打到金屬板上端點M時,圓周運動的半徑最大為,如圖2所示
根據(jù)幾何知識判斷(1分)
解得(1分)
所以(1分)
所以離子能全部打在金屬板上,加速電壓的取值范圍為(1分)
(2)設離子在磁場中做勻速圓周運動的周期為T,根據(jù)圓周運動規(guī)律得
又
聯(lián)立解得(1分)
離子在磁場中做勻速圓周運動的周期與加速電壓無關
離子在圖1所示的軌跡中運動時間最短為(1分)
離子在圖2所示的軌跡中運動時間最長為(1分)
根據(jù)幾何知識,,則(2分)
所以(1分)
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A.溫度越高布朗運動就越激烈,所以布朗運動也叫做熱運動
B.由水的摩爾體積和每個水分子的體積可估算出阿伏伽德羅常數(shù)
C.在壓縮氣體時需對氣體做功,這是因為氣體分子間的斥力大于引力
D.水和酒精混合后的體積小于原來體積之和,說明分子間存在的引力
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【題目】如圖所示,MN、PQ為同一水平面的兩平行光滑導軌,導軌間有垂直于導軌平面的磁場,導體ab、cd與導軌有良好的接觸,當ab沿軌道向右滑動時, cd將( )
A.右滑 B.不動 C.左滑 D.無法確定
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【題目】在傾角為θ的斜面上固定兩根足夠長的光滑平行金屬導軌PQ、MN,相距為L,導軌處于磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直導軌平面向下.有兩根質量均為m的金屬棒a、b,先將a棒垂直導軌放置,用跨過光滑定滑輪的細線與物塊c連接,連接a棒的細線平行于導軌,由靜止釋放c,此后某時刻將b也垂直導軌放置,a、c此刻起做勻速運動,b棒剛好能靜止在導軌上.a(chǎn)棒在運動過程中始終與導軌垂直,兩棒與導軌接觸良好,導軌電阻不計.則下列說法錯誤的 ( )
A. 物塊c的質量是2m
B. b棒放上導軌前,物塊c減少的重力勢能等于a、c增加的動能
C. b棒放上導軌后,物塊c減少的重力勢能等于回路消耗的電能
D. b棒放上導軌后,a棒中電流大小是
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【題目】已知通電長直導線周圍空間中某點處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小為B=k,其中k為常量、I為直導線中的電流、r為該點到長直導線的距離。如圖所示,a、b兩根通電長直導線經(jīng)過圓心為O的圓上同一直徑的兩端,兩根直導線中的電流大小相等,a中電流方向垂直圓所在平面向里,b中電流方向垂直圓所在平面向外,此時圓心O處的磁感應強度大小為B,F(xiàn)將直導線b沿圓周順時針轉動90°,電流的大小和方向都保持不變,則O處的磁感應強度大小變?yōu)?/span>
A.2B B.B C.B D.B
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【題目】如圖所示,電源電動勢為E,內阻為r,滑動變阻器最大電阻為R,開關K閉合.兩平行金屬極板a、b間有勻強磁場,一帶負電的粒子(不計重力)以速度v水平勻速穿過兩極板.下列說法正確的是( )
A.若將滑片P向上滑動,粒子將向b板偏轉
B.若將a極板向上移動,粒子將向a板偏轉
C.若增大帶電粒子的速度,粒子將向b板偏轉
D.若增大帶電粒子帶電荷量,粒子將向b板偏轉
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【題目】如圖所示,A、B、C三個物體放在旋轉圓臺上,與圓臺間的動摩擦因數(shù)均為μ,A的質量是2m,B和C的質量均為m,A、B離軸的距離為R,C離軸的距離為2R.當圓臺旋轉時,則下列說法正確的是 ( )
A. 若A、B、C均未滑動,則C的向心加速度最大
B. 若A、B、C均未滑動,則B受的摩擦力最小
C. 當圓臺轉速增大時,B比A先滑動
D. 當圓臺轉速增大時,C比B先滑動
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