離子推進(jìn)器是太空飛行器常用的動(dòng)力系統(tǒng)，某種推進(jìn)器設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化原理如圖1所示，截面半徑為R的圓柱腔分為兩個(gè)工作區(qū)。I為電離區(qū)，將氙氣電離獲得1價(jià)正離子，II為加速區(qū)，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩端加有電壓，形成軸向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。I區(qū)產(chǎn)生的正離子以接近0的初速度進(jìn)入II區(qū)，被加速后以速度vM從右側(cè)噴出。I區(qū)內(nèi)有軸向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在離軸線R/2處的C點(diǎn)持續(xù)射出一定速度范圍的電子。假設(shè)射出的電子僅在垂直于軸線的截面上運(yùn)動(dòng)，截面如圖2所示（從左向右看）。電子的初速度方向與中心O點(diǎn)和C點(diǎn)的連線成α角（0<α<90?）。推進(jìn)器工作時(shí)，向I區(qū)注入稀薄的氙氣。電子使氙氣電離的最小速度為v0，電子在I區(qū)內(nèi)不與器壁相碰且能到達(dá)的區(qū)域越大，電離效果越好。已知離子質(zhì)量為M；電子質(zhì)量為m，電量為e。（電子碰到器壁即被吸收，不考慮電子間的碰撞）。

求II區(qū)的加速電壓及離子的加速度大小；

為取得好的電離效果，請(qǐng)判斷I區(qū)中的磁場(chǎng)方向（按圖2說(shuō)明是“垂直紙面向里”或“垂直紙面向外”）；

ɑ為90?時(shí)，要取得好的電離效果，求射出的電子速率v的范圍；

要取得好的電離效果，求射出的電子最大速率vm與α的關(guān)系。

(1)； (2)垂直紙面向外；(3) ；(4)

【解析】

試題分析：(1)由動(dòng)能定理得 ①

②

③

（2）垂直紙面向外 ④

（3）設(shè)電子運(yùn)動(dòng)的最大半徑為r

2r＝R ⑤

⑥

所以有 ⑦

要使⑦式有解，磁感應(yīng)強(qiáng)度 ⑧

（4）如圖所示，OA＝R－r，OC＝，AC＝r

根據(jù)幾何關(guān)系得 ⑨

由⑥⑨式得.

考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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（6 分）太陽(yáng)內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個(gè)質(zhì)子 1H 聚變?yōu)?個(gè)氦核2 He的熱核反應(yīng)，核反應(yīng)方程是：，已知質(zhì)子、氦核、 的質(zhì)量分別為 m1、m2、m3，真空中的光速為 c． 方程中的X表示 ，核反應(yīng)中釋放的核能ΔE= 。

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粗糙水平面上靜止放置質(zhì)量均為m的A、B兩物體，它們分別受到水平恒力F1、F2的作用后各自沿水平面運(yùn)動(dòng)了一段時(shí)間,之后撤去F1、F2,兩物體最終都停止，其圖象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是

A．A、B兩物體與地面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)之比為2:1

B．F1與A物體所受摩擦力大小之比為3:1

C．F1和F2大小之比為2:1

D．A、B兩物體通過(guò)的總位移大小相等

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科目：高中物理 來(lái)源：2014-2015學(xué)年重慶市校高二上學(xué)期第三次月考物理卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

(12分)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r(E約為3.0V，r約為1.5Ω)。

實(shí)驗(yàn)器材：量程3V的理想電壓表，量程0.5 A的電流表(具有一定內(nèi)阻)，固定電阻R＝4Ω（保護(hù)電阻），滑動(dòng)變阻器R′，開關(guān)K，導(dǎo)線若干。

（1）在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖(圖中的元件需要用題目中給出的符號(hào)或字母標(biāo)出)；

（2）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí),電壓表讀數(shù)為U2.則可以求出E＝______，r＝______(用I1、I2、U1、U2及R表示)。

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如圖，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1>I2；A、B、C 、D為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)，且A、B、C與兩導(dǎo)線共面；B點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，B、D的連線與導(dǎo)線所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是（ ）

A．A點(diǎn) B．B點(diǎn) C．C點(diǎn) D．D點(diǎn)

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某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出。

(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和________電源(填“交流”或“直流”)。

(2)實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡掉摩擦阻力，則下面操作正確的是______．

A．放開小車，能夠自由下滑即可不是

B．放開小車，能夠勻速下滑即可

C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可

D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可

(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說(shuō)法正確的是________．

A．橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)

B．橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)

C．小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處

D．小車已過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線．

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A．向負(fù)極板偏轉(zhuǎn) B．電勢(shì)能逐漸增大

C．運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線 D．運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無(wú)關(guān)

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科目：高中物理 來(lái)源：2014-2015學(xué)年云南省高二上學(xué)期期末考試物理卷（解析版） 題型：選擇題

圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面積位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相等的電流，方向如圖所示。O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 （ ）

A．沿oa向上 B．沿oc向下 C．沿ob向右 D．沿od向左

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