坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一點(diǎn)狀的放射源，它向xoy平面內(nèi)的x軸上方各個(gè)方向發(fā)射帶正電的同種粒子，速度大小都是v0，在0<y<d的區(qū)域內(nèi)分布有指向y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為，其中q與m分別為該種粒子的電量和質(zhì)量；在的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。ab為一塊很大的平面感光板，放置于處，如圖所示。觀察發(fā)現(xiàn)此時(shí)恰無(wú)粒子打到ab板上。（不考慮粒子的重力）

（1）求粒子剛進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能；

（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

（3）將ab板平移到什么位置時(shí)所有粒子均能打到板上?并求出此時(shí)ab板上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度。


【知識(shí)點(diǎn)】  帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；動(dòng)能定理的應(yīng)用；帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．C2 E2 I3 K3

【答案解析】（1）2mv02．（2）．（3）  解析：（1）根據(jù)動(dòng)能定理：

解得

（2）根據(jù)上題結(jié)果可知進(jìn)入磁場(chǎng)的速度

對(duì)于沿x軸正方向射出的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與x軸正方向夾角

易知若此粒子不能打到ab板上，則所有粒子均不能打到ab板，因此此粒子軌跡必與ab板相切，滿足：  解得   

又根據(jù)洛倫茲力提供向心力

可得

（3）易知沿x軸負(fù)方向射出的粒子若能打到ab板上，則所有粒子均能打到板上。其臨界情況就

是此粒子軌跡恰好與ab板相切。由圖可知此時(shí)磁場(chǎng)寬度為原來(lái)的，

即當(dāng)ab板位于的位置時(shí)，恰好所有粒子均能打到板上；

沿x軸正方向和負(fù)方向射出的粒子在電場(chǎng)中沿x方向的位移

 

ab板上被打中區(qū)域的長(zhǎng)度

【思路點(diǎn)撥】（1）根據(jù)動(dòng)能定理求出α粒子剛進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能．（2）粒子沿x軸正方向射出的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)的角度最大，若該粒子進(jìn)入磁場(chǎng)不能打在ab板上，則所有粒子均不能打在ab板上．根據(jù)帶電粒子在電場(chǎng)中類平拋運(yùn)動(dòng)，求出進(jìn)入磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度，結(jié)合幾何關(guān)系得出軌道半徑，從而得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大�。�3）沿x軸負(fù)方向射出的粒子若能打到ab板上，則所有粒子均能打到板上．其臨界情況就是此粒子軌跡恰好與ab板相切．根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑大小得出磁場(chǎng)的寬度，從而確定出ab板移動(dòng)的位置，根據(jù)幾何關(guān)系求出ab板上被α粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度．本題考查了帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵確定粒子運(yùn)動(dòng)的臨界情況，通過(guò)幾何關(guān)系解決，對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)幾何能力要求較高．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


在用多用表測(cè)量一電阻的阻值時(shí)，電表的讀數(shù)如圖1所示．

某同學(xué)想用伏安法測(cè)量其電阻，備有下列器材：

A．電流表A1（量程100μA，內(nèi)阻約2kΩ）

B．電流表A2（量程600μA，內(nèi)阻約300Ω）

C．電壓表V1（量程15V，內(nèi)阻約100kΩ）

D．電壓表V2（量程50V，內(nèi)阻約500kΩ）

E．直流電源E（20V，允許最大電流1A）

F．滑動(dòng)變阻器R（最大阻值1kΩ，額定功率1W）

G．電鍵S和導(dǎo)線若干

（1）多用電表測(cè)得電阻值為　30kΩ�。�

（2）用伏安法測(cè)定Rx的阻值，所選電流表為　A2�。ㄌ睢癆1”或“A2”），所選電壓表為　V1　（填“V1”或“V2”）．

（3）為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并使測(cè)量誤差盡量減小，在圖2中的方框內(nèi)畫(huà)出你設(shè)計(jì)的電路圖．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖（a），長(zhǎng)為L(zhǎng)的光滑斜面AB與高臺(tái)邊緣光滑相接，BC為一豎直墻，將小球從斜面AB的頂端靜止釋放，小球到達(dá)斜面底端后恰能無(wú)能量損失地從高臺(tái)邊緣水平飛出．高臺(tái)底部有另一足夠長(zhǎng)的斜面CD．調(diào)節(jié)斜面AB的傾角α與斜面CD的傾角β，使小球從斜面AB頂端靜止釋放后，恰能垂直擊中斜面CD．不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，α、β為銳角．求：

（1）小球在空中飛行時(shí)間t（用α、β和L表示）？

（2）某一研究小組取長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的斜面AB進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)改變斜面AB的傾角α后，為了使從AB頂端靜止釋放的小球還能垂直擊中斜面，只需對(duì)應(yīng)地調(diào)整斜面CD的傾角β．多次實(shí)驗(yàn)并記錄每次α與β的數(shù)值，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出圖（b）所示擬合直線．請(qǐng)問(wèn)此坐標(biāo)系的橫軸表示什么？試求豎直墻BC的高度h（取g=10m/s2）？

（3）在第（2）問(wèn)中，該研究小組發(fā)現(xiàn)，小球每次垂直打在CD上的落點(diǎn)與豎直墻BC的距離S隨α和β的改變而不同．試求小球在CD上的落點(diǎn)離豎直墻的最大距離Sm？此時(shí)傾角α與β各為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，邊長(zhǎng)L=2m的正方形abcd區(qū)域（含邊界）內(nèi)，存在著垂直于區(qū)域表面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度日=0.5t帶電平行金屬板MN、PQ間形成了勻強(qiáng)電場(chǎng)E（不考慮金屬板在其它區(qū)域形成的電場(chǎng)）．MN放在ad邊上，兩板左端肘、P恰在ab邊上，兩板右端N、Q間有一絕緣擋板EF，EF申間有一小孔O，金屬板長(zhǎng)度、板間距、擋板長(zhǎng)度均為導(dǎo)．在M和P的中間位置有一離子源s，能夠正對(duì)孔O不斷發(fā)射出各種速率的帶負(fù)電離子，離子的電荷量均為q=1.6×10﹣16C，質(zhì)量均為m=3.2×1025kg．（不計(jì)離子的重力，不考慮離子之間的相互作用，離子打到金屬板或擋板上后將不反彈）

（1）當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度E0=2×105N/C時(shí)，求能夠袷SO連線穿過(guò)孔O的離子的速率v；

（2）電場(chǎng)強(qiáng)度取值在一定范圍內(nèi)時(shí)，可使沿so連線穿過(guò)O并進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的離子直接從bc邊射出，求滿足條件的電場(chǎng)強(qiáng)度最大值E1及在此種情況下，離子在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；

（3）在電場(chǎng)強(qiáng)度取第（2）問(wèn)中滿足條件的最小值的情況下，緊貼磁場(chǎng)邊緣cd的內(nèi)側(cè)，從c點(diǎn)沿cd方向入射一電荷量分也為q、質(zhì)量也為m，的帶正電離子，要保證磁場(chǎng)中能夠發(fā)生正、負(fù)離子的相向正碰（碰撞時(shí)兩離子的速度方向恰好相反），求該正離子入射的速率v．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


宇航員在地球表面以一定的初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t落回原處；若在某星球表面以相同的速度豎直上拋一小球，則需經(jīng)5t時(shí)間落回原處。已知該星半徑與地球半徑之比為1︰4，則(      )

A.該星表面重力加速度與地球表面重力加速度之比為5︰1

B.該星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為1︰80

 C.該星密度與地球密度之比為4︰5

D.該星的“第一宇宙速度”與地球的第一宇宙速度之比為1︰20

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


關(guān)于光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的規(guī)律，下列說(shuō)法正確的是               （有三個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)一個(gè)得2分，選對(duì)兩個(gè)得4分，選對(duì)三個(gè)得5分，選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得0分）

A.光電效應(yīng)中，金屬板向外發(fā)射的光電子又可以叫做光子

B.用光照射金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)是因?yàn)樵撊肷涔獾念l率小于金屬的截止頻率

C.對(duì)于同種金屬而言，遏止電壓與入射光的頻率無(wú)關(guān)

D.石墨對(duì)X射線散射時(shí)，部分X射線的散射光波長(zhǎng)會(huì)變大，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)

E.康普頓效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示為某一電場(chǎng)所形成的一簇電場(chǎng)線，圖中E、F、G、H是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心的圓周上的四個(gè)點(diǎn)，E、H點(diǎn)在y軸上，G點(diǎn)在x軸上，則下列說(shuō)法正確的有

A．E點(diǎn)電勢(shì)比G點(diǎn)的電勢(shì)低

B．OE間的電勢(shì)差等于HO間的電勢(shì)差

C．正電荷在O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于其在G點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能

D．將負(fù)電荷從H點(diǎn)移到F點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)其做負(fù)功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


在空間直角坐標(biāo)系O﹣xyz中，A、B、C、D四點(diǎn)的坐標(biāo)分別為（L，0，0），（0，L，0），（0，0，L），（2L，0，0）．在坐標(biāo)原點(diǎn)O處固定電荷量為+Q的點(diǎn)電荷，下列說(shuō)法正確的是（　　）

　

A．

將一電子由D點(diǎn)分別移動(dòng)到A、C兩點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相同

　

B．

A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

　

C．

電子在B點(diǎn)的電勢(shì)能大于在D點(diǎn)的電勢(shì)能

　

D．

電勢(shì)差UOA=UAD

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


某空間區(qū)域有豎直方向的電場(chǎng)（圖中只畫(huà)出了一條電場(chǎng)線），一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，在電場(chǎng)中從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿電場(chǎng)線豎直向下運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切阻力，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的機(jī)械能E與物體位移x關(guān)系的圖象如圖所示，由此可以判斷（　�。�

　

A．

物體所處的電場(chǎng)為非勻強(qiáng)電場(chǎng)，且場(chǎng)強(qiáng)不斷減小，場(chǎng)強(qiáng)方向向下

　

B．

物體所處的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向向下

　

C．

物體可能先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)

　

D．

物體一定做加速運(yùn)動(dòng)，且加速度不斷增大

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