【題目】如圖(a)為一除塵裝置的截面圖，塑料平板M、N的長度及它們間距離均為d。大量均勻分布的帶電塵埃以相同的速度v0進人兩板間，速度方向與板平行，每顆塵埃的質量均為m，帶電量均為-q。當兩板間同時存在垂直紙面向外的勻強磁場和垂直板向上的勻強電場時，塵埃恰好勻速穿過兩板;若撤去板間電場，并保持板間磁場不變，貼近N板入射的塵埃將打在M板右邊緣，塵埃恰好全部被平板吸附，即除塵效率為100%；若撤去兩板間電場和磁場，建立如圖(b)所示的平面直角坐標系xOy軸垂直于板并緊靠板右端，x軸與兩板中軸線共線，要把塵埃全部收集到位于P(2.5d，-2d)處的條狀容器中，需在y軸右側加一垂直于紙面向里的圓形勻強磁場區(qū)域。塵埃顆粒重力、顆粒間作用力及對板間電場磁場的影響均不計，求:

(1)兩板間磁場磁感應強度B1的大小

(2)若撤去板間磁場，保持板間勻強電場不變，除塵效率為多少

(3)y軸右側所加圓形勻強磁場區(qū)域磁感應強度B2大小的取值范圍

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)貼近N極板射入的塵埃打在M板右邊緣的運動軌跡如圖甲所示，

由幾何知識可知，塵埃在磁場中的半徑

塵埃在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得

解得

(2)電場、磁場同時存在時，塵埃做勻速直線運動，由平衡條件得

撤去磁場以后粒子在電場力的作用下做平拋運動，假設距離N極板的粒子恰好離開電場，則在水平方向

在豎直方向

加速度

解得

所以除塵效率

(3)設圓形磁場區(qū)域的半徑為，塵埃顆粒在圓形磁場中做圓周運動的半徑為，要把塵埃全部收集到位于處的條狀容器中，就必須滿足

另有

如圖乙

當圓形磁場區(qū)域過點且與M板的延長線相切時，圓形磁場區(qū)域的半徑最小，磁感應強度最大，則有

解得

如圖丙

當圓形磁場區(qū)域過點且與軸在M板的右端相切時，圓形磁場區(qū)域的半徑最大，磁感應強度最小，則有

解得

所以圓形磁場區(qū)域磁感應強度的大小須滿足的條件為

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在操場的P、Q兩個位置放兩個揚聲器，P、Q之間的距離d=10m，其中A在PQ的中垂線上，B在PQ的連線上，且PB=3. 3m。P、Q兩個揚聲器發(fā)聲時振動的位移時間圖像均如圖乙所示，已知聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，則揚聲器發(fā)出聲波的波長為______m。 一個同學站在位置A時聽到的聲音比站在B點時聽到的聲音______（填“大”、“小”或“相同”），如果該同學從P點走到Q點，他可以______次聽到聲音明顯變大。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，帶等量異種電荷的平行金屬板A、B水平正對放置間距為d，A板中心有一小孔（小孔對電場的影響可忽略不計）。將一帶電微粒從小孔正下方靠近B板的M點由靜止釋放微粒穿過A板上的小孔后，剛好能到達A板上方的N點，N點與A的距離也為d。若將A板向上平移，再讓微粒從M點由靜止釋放，不考慮空氣阻力，將兩板間電場視為勻強電場，則（　�。�

A.微粒恰好能到達N點

B.微粒能到達B板上方1.5d處

C.微粒能到達B板上方2.5d處

D.微粒能到達B板上方3d處

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩車在一平直公路上從同一地點沿同一方向沿直線運動，它們的v-t圖象如圖所示。下列判斷正確的是（ ）

A.乙車啟動時，甲車在其前方100m處B.運動過程中,乙車落后甲車的最大距離為50m

C.乙車啟動后兩車的間距不斷減小直到兩車相遇D.乙車啟動后10s內(nèi)，兩車不會相遇

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在勻強磁場中，一個 100 匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉動， 穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。則( )

A. t＝0 時，線圈位于中性面位置

B. t＝1 s 時，線圈中磁通量變化率最大

C. t＝1.5s 時，線圈中的磁通量最大

D. t＝1.2s 時，線圈產(chǎn)生的感應電動勢處于增加的過程中

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表V和電流表A均為理想電表，除滑動變阻器電阻R以外其余電阻均不計，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為u1=311sin100πtV．下列說法中正確的是（ ）

A.當單刀雙擲開關與a連接時，電壓表的示數(shù)為22V

B.當時，c、d兩點間的電壓瞬時值為110V

C.單刀雙擲開關與a連接，滑動變阻器觸頭向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小

D.當單刀雙擲開關由a扳向b時，電壓表和電流表的示數(shù)均變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示利用氣墊導軌“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置。主要實驗步驟如下：

A.將氣墊導軌放在水平桌面上，并調(diào)至水平

B.測出遮光條的寬度d

C.將滑塊移至圖示的位置，測出遮光條到光電門的距離l

D.釋放滑塊，讀出遮光條通過光電門的遮光時間t

E.用天平稱出托盤和砝碼的總質量m

F.………

請回答下列問題（重力加速度取g）：

(1)滑塊經(jīng)過光電門的速度可以表示為____（用物理量符號表示）。

(2)為驗證機械能守恒定律，還需要測的物理量是____。

(3)滑塊從靜止釋放，運動到光電門的過程中，系統(tǒng)的重力勢能減少_____（用物理量符號表示）。

(4)選用不同的l，測出對應的t。能直觀反應系統(tǒng)機械能守恒的圖像是_____。

A.t﹣l B.t2﹣l C.﹣l D.﹣l

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學準備利用如圖所示的裝置探究勁度系數(shù)較大的輕質彈簧T的彈性勢能與其壓縮量之間的關系圖中B為一固定在桌面、帶有刻度的平直光滑導軌，小盒C用輕繩懸掛于O點，彈簧T左端固定，用小球A沿導軌B向左擠壓彈簧，釋放后球A彈出，射入一較重的小盒C中與小盒C一起向右擺動，擺動的最大角度可以被準確測出球A射入盒C后兩者的重心重合，重心距懸點O的距離為試問：

欲完成此探究實驗，該同學在實驗過程中除了要測量最大擺角和重心距懸點O的距離L外，還需要測量哪些物理量？寫出這些物理量及其字母代號．

通過上述的物理量可求出彈簧T將球A彈出時釋放的彈性勢能寫出其計算表達式無需書寫推導過程．

下面是本實驗中的幾個步驟：按實驗裝置安裝好器材；用刻度尺測定C的重心到懸點O的距離L；反復調(diào)節(jié)盒C的位置，使其運動軌跡平面與光滑軌道在同一平面內(nèi)，且盒C靜掛，開口正對導軌末端，A、C兩者重心同高；用球A壓縮彈簧，使其重心處于軌道的某一刻度線上，記錄此時的讀數(shù)；釋放A球，讓它射入盒C中，一起與C擺動到最大高度；記錄最大擺角；處理數(shù)據(jù)，得出結論在上述步驟中還缺少哪些主要步驟？請你寫出來．

該實驗除了要保證光滑導軌水平、小球A能正射入小盒C并與C一起運動以外，還應注意些什么？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質量為m、電阻為r的“U”字形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，三邊的長度ad=dc=bc=L，兩頂點a、b通過細導線與M、N兩點間的電源相連，電源電動勢為E。內(nèi)阻也為r。勻強磁場方向垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止狀態(tài)。不計其余電阻和細導線對a、b點的作用力，重力加速度為g。下列說法正確的是（　　）

A.M點應接電源的正極B.電源的輸出功率為

C.磁感應強度的大小為mgrD.ad邊受到的安培力大于bc邊受到的安培力

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