如圖8-3-26所示,兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上.兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強磁場.將噴墨打印機的噴口靠近上板下表面,從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴.調(diào)節(jié)電源電壓至U,墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運動;進入電場、磁場共存區(qū)域后,最終垂直打在下板的M點.
(1)判斷墨滴所帶電荷的種類,并求其電荷量;
(2)求磁感應(yīng)強度B的值;
(3)現(xiàn)保持噴口方向不變,使其豎直下移到兩板中間的位置.為了使墨滴仍能到達下板M點,應(yīng)將磁感應(yīng)強度調(diào)至B′,則B′的大小為多少?
解析 (1)墨滴在電場區(qū)域做勻速直線運動,有q=mg①
由①式得:q=②
由于電場方向向下,電荷所受電場力向上,可知:
墨滴帶負電荷.③
(2)墨滴垂直進入電、磁場共存區(qū)域,重力仍與電場力平衡,合力等于洛倫茲力,墨滴做勻速圓周運動,
有qv0B=m④
考慮墨滴進入磁場和撞板的幾何關(guān)系,可知墨滴在該區(qū)域恰完成四分之一圓周運動,則半徑R=d⑤
由②、④、⑤式得B=⑥
(3)根據(jù)題設(shè),墨滴運動軌跡如圖所示,設(shè)圓周運動半徑為R′,有qv0B′=m⑦
由圖示可得:
R′2=d2+⑧
得:R′=d⑨
聯(lián)立②、⑦、⑨式可得:B′=
答案 (1)負電荷 (2)
(3)
科目:高中物理 來源: 題型:
原子在不停地做熱運動,為了能高精度地研究孤立原子的性質(zhì),必須使它們幾乎靜止下來并能在一個很小的空間區(qū)域停留一段時間,例如納米技術(shù)中需要移動或修補分子.科學(xué)家已發(fā)明了一種稱為“激光制冷”的技術(shù),原理如下:
在一個真空室內(nèi),一束非常準(zhǔn)直的Na-23原子束(通過樣品在1 000 K高溫下蒸發(fā)而獲得,原子做熱運動的速率近似為v0=1 000 m/s),受一束激光的正面照射,如圖15-2-3 所示.設(shè)原子處在基態(tài),運動方向與激光光子的運動方向相反,選好激光頻率使光子能量E等于鈉原子第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)間能量差,原子就能吸收它而發(fā)生躍遷,躍遷后原子的速度為v1,隨后該原子發(fā)射光子并回到基態(tài).設(shè)所發(fā)射光子的運動方向與速度v0的方向總是相同的,此時原子的速度為v2,接著重復(fù)上述過程,直到原子的速度減小到零.
圖15-2-3
(1)吸收與發(fā)射光子的總次數(shù)為多少?
(2)原子停留在激發(fā)態(tài)上的時間稱為原子在這種狀態(tài)下的壽命,大小約為10-8 s.忽略每次吸收與發(fā)射光子的時間,按上述方式,原子初速度v0減小到零,共需多長時間?該時間內(nèi)原子共走過的路程為多少?(E=3.36×10-19 J,鈉原子的質(zhì)量m=3.84×10-26 kg,NA=6.0×1023 mol-1,c=3.0×108 m/s)
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖9-3-26所示,電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長s=1.15 m,兩導(dǎo)軌間距L=0.75 m,導(dǎo)軌傾角為30°,導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5 Ω 的電阻,磁感應(yīng)強度B=0.8 T的勻強磁場垂直軌道平面向上.阻值r=0.5 Ω,質(zhì)量m=0.2 kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好,從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端,在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Q1=0.1 J.(取g=10 m/s2)求:
(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功W安;
(2)金屬棒下滑速度v=2 m/s時的加速度a.
(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm,有同學(xué)解答如下:由動能定理,W重-W安=mv
,…….由此所得結(jié)果是否正確?若正確,說明理由并完成本小題;若不正確,給出正確的解答.
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科目:高中物理 來源:魯科版高三物理8.2磁場對運動電荷的作用專項練習(xí)(解析版) 題型:選擇題
(2010年高考重慶理綜卷)如圖8-2-26所示,矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強磁場,有5個帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場邊界進入磁場,在紙面內(nèi)做勻速圓周運動,運動軌跡為相應(yīng)的圓�。@些粒子的質(zhì)量、電荷量以及速度大小如下表所示.
圖8-2-26
由以上信息可知,從圖中a、b、c處進入的粒子對應(yīng)表中的編號分別為( )
A.3、5、4 B.4、2、5
C.5、3、2 D.2、4、5
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科目:高中物理 來源:魯科版高三物理8.2磁場對運動電荷的作用專項練習(xí)(帶解析) 題型:單選題
(2010年高考重慶理綜卷)如圖8-2-26所示,矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強磁場,有5個帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場邊界進入磁場,在紙面內(nèi)做勻速圓周運動,運動軌跡為相應(yīng)的圓�。@些粒子的質(zhì)量、電荷量以及速度大小如下表所示.
圖8-2-26
由以上信息可知,從圖中a、b、c處進入的粒子對應(yīng)表中的編號分別為( )
A.3、5、4 | B.4、2、5 |
C.5、3、2 | D.2、4、5 |
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