如圖，靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，從P點垂直CN進入矩形區(qū)域的有界勻強電場，電場方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場強為E、方向如圖所示；離子質(zhì)量為m、電荷量為q；、，離子重力不計。

（1）求加速電場的電壓U；

（2）若離子恰好能打在Q點上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強電場場強E0的值；

（3）若撤去矩形區(qū)域QNCD內(nèi)的勻強電場，換為垂直紙面向里的勻強磁場，要求離子能最終打在QN上，求磁場磁感應(yīng)強度B的取值范圍。

 



（1）離子在加速電場中加速，根據(jù)動能定理，有：…………（2分）

離子在輻向電場中做勻速圓周運動，電場力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有

…………（2分） 

得…………（1分）

（2）離子做類平拋運動

         2d=vt  …………（1分）                 

2d=…………（1分）

由牛頓第二定律得qE0=ma…………（1分）

則E0=…………（1分）

（3）離子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有…………（1分）   

  則…………（1分）

離子能打在QF上，則既沒有從DQ邊出去也沒有從PF邊出去，則離子運動徑跡的邊界如圖中Ⅰ和Ⅱ。

由幾何關(guān)系知，離子能打在QF上，必須滿足： …………（2分，列出一種情況得1分）

則有…………（1分）


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


關(guān)于自由落體運動，下列說法正確的是                                   （    ）

A．不考慮空氣阻力的運動是自由落體運動

B．自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動

C．質(zhì)量大的物體，所受重力大，因而落地速度大

D．物體下落的加速度在地球上任何地點都相同

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示分別為物體甲的x－t圖象和物體乙的v－t圖象，兩物體的運動情況是      (　　)

A．甲在整個t＝6s時間內(nèi)往返運動，平均速度為零

B．乙在整個t＝6s時間內(nèi)運動方向一直不變，平均速度為零

C．甲在整個t＝6s時間內(nèi)運動方向一直不變，它通過的總位移大小為4m

D．乙在整個t＝6s時間內(nèi)運動方向一直不變，它通過的總位移大小為4m

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科目：高中物理 來源： 題型：


下列說法符合歷史事實的是

   A．庫侖在研究電荷間相互作用時，提出了“電場”的概念

   B．牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上提出了“牛頓第一定律”，建立了“慣性”的概念

   C．奧斯特通過實驗觀察到在磁場中運動的導(dǎo)體、變化的磁場等能產(chǎn)生電流，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象

   D．伽利略根據(jù)理想斜面實驗，否定了“力是維持物體運動狀態(tài)的原因”這一觀點

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在水平面（紙面）內(nèi)有三根金屬棒ab、ac和PQ，其中ab、ac在a點接觸，構(gòu)成如圖所示形狀導(dǎo)軌，金屬棒ab的電阻不計，ac和PQ材料相同且粗細均勻�？臻g存在垂直于紙面的勻強磁場。用水平力F使PQ向右勻速運動，開始計時時，PQ與a點的水平距離為L，運動中PQ始終與ab垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸。在PQ運動到a點的過程中，下列關(guān)于回路中電流與時間t的關(guān)系圖線，拉力F與時間t的關(guān)系圖線，可能正確的是

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖R為一含有U的放射源，它能放出 α、β、γ三種射線變?yōu)?sub>Rn。為一張厚報紙；MN為一光屏，虛線框內(nèi)存在著勻強磁場。在屏上只有O、P兩個亮點。則打在P點的是______射線；U衰變?yōu)?sub>Rn要經(jīng)過多次α衰變和β衰變，其中要經(jīng)過的α衰變次數(shù)為_______。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁場的邊界由x軸和曲線圍成（x≤2m），現(xiàn)把一邊長為2m的正方形單匝線框以水平速度v=l0m/s水平勻速地拉過該磁場區(qū)，磁場區(qū)的磁感應(yīng)強度為0.4T，線框電阻R=0.5Ω，不計一切摩擦阻力，則

A．水平拉力F的最大值為8N

B．拉力F的最大功率為12.8W

C．拉力F要做25.6J的功才能讓線框通過此磁場區(qū)

D．拉力F要做12.8J的功才能讓線框通過此磁場區(qū)

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科目：高中物理 來源： 題型：


某同學(xué)用如圖甲所示的裝置通過研究重錘的落體運動來驗證機械能守恒定律。已知重力加速度為g。

①在實驗所需的物理量中,需要直接測量的是      ，通過計算得到的是      。（填寫代號）

A．重錘的質(zhì)量          

B．重錘下落的高度

C．重錘底部距水平地面的高度     

D．與下落高度對應(yīng)的重錘的瞬時速度

②在實驗得到的紙帶中，我們選用如圖乙所示的起點O與相鄰點之間距離約為2mm的紙帶來驗證機械能守恒定律。圖中A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的原始點，F點是第n個點。設(shè)相鄰點間的時間間隔為T，下列表達式可以用在本實驗中計算F點速度vF的是          。

A． vF = g（nT ）                B．vF =  

C．vF =                D．vF =

③若代入圖乙中所測的數(shù)據(jù)，求得在誤差范圍內(nèi)等于        （用已知量和圖乙中測出的物理量表示），即可驗證重錘下落過程中機械能守恒。即使在操作及測量無誤的前提下，所求也一定會略      （選填“大于”或“小于”）后者的計算值，這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果。

④另一名同學(xué)利用圖乙所示的紙帶，分別測量出各點到起始點的距離h，并分別計算出各點的速度v，繪出v2-h圖線，如圖丙所示。從v2-h圖線求得重錘下落的加速度g′=          m/s2（ 保留3位有效數(shù)字 ）。則由上述方法可知，這名同學(xué)是通過觀察v2-h圖線是否過原點，以及判斷       與        （用相關(guān)物理量的字母符號表示）在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，來驗證機械能是否守恒的。

 


  

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科目：高中物理 來源： 題型：


某同學(xué)驗證動能定理的實驗裝置如圖所示．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩與一易拉罐相連，易拉罐和里面的細沙總質(zhì)量為m；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間為t，d表示遮光片的寬度，L表示A、B兩點間的距離．滑塊與導(dǎo)軌間沒有摩擦，用g表示重力加速度．

①該同學(xué)首先用游標卡尺測量了遮光片的寬度，如右圖所示，遮光片的寬度d =          cm．

②該同學(xué)首先調(diào)整導(dǎo)軌傾角，易拉罐內(nèi)盛上適量細沙，用輕繩通過滑輪連接在滑塊上．讓滑塊恰好在A點靜止．剪斷細繩后，滑塊開始加速下滑，則其受到的合外力為             ．

③為驗證從A →B過程中小車合外力做功與動能滑塊變化的關(guān)系，需要驗證的關(guān)系式為_______________________(用題目中所給的物理量符號表示)．  

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