【題目】如圖所示，長(zhǎng)為、相距為的兩平行金屬板，有一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電的粒子以初速度從兩板中央平行極板方向射入電場(chǎng)，從飛入時(shí)刻算起，A、B板間所加電壓的變化規(guī)律如圖所示(圖中所給和T均未知)且粒子從上極板邊緣C點(diǎn)離開極板(不計(jì)粒子重力).

（1）為了使帶電粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度最大，求速度的最大值；

（2）為了使帶電粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度最小，交變電壓周期T應(yīng)滿足什么條件，所加電壓為多大；

（3）當(dāng)帶電粒子以最大速度離開電場(chǎng)時(shí)，在兩平行金屬板右側(cè)緊貼極板加一恒定磁場(chǎng)，粒子經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從下極板由邊緣D點(diǎn)進(jìn)入平行金屬板，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少?

【答案】（1） ；（2）（n=1、2、……）；（3）。

【解析】

（1）設(shè)粒子從上極板邊緣C點(diǎn)離開極板時(shí)豎直速度為vy，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

粒子在水平方向

粒子在豎直方向

解得

則粒子離開時(shí)的速度

（2）當(dāng)粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度最小時(shí)，則豎直方向速度為零，故粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，其中（n=1、2、……），則周期為

粒子在水平方向

粒子在豎直方向

解得

（n=1、2、……）

（3）最大速度離開的速度為，方向與水平方向夾角為450，由幾何關(guān)系得在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)半徑是

洛侖茲力提供向心力

解得

在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心角為

則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾θ=30°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源．現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒能靜止于導(dǎo)軌上，且恰好與導(dǎo)軌間無摩擦力的作用．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10m/s2．求：

（1）此時(shí)金屬棒受到的安培力的大�。�

（2）導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻；

（3）若通電一段時(shí)間后，電池的電動(dòng)勢(shì)保持不變，而內(nèi)阻變?yōu)?/span>r′=1.50Ω，導(dǎo)體棒仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，求此時(shí)導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，定值電阻R1=16Ω，當(dāng)S斷開時(shí)，R1上消耗的電功率為1W，此時(shí)電源內(nèi)阻上發(fā)熱的功率為0.125W．當(dāng)S閉合時(shí)，R1上消耗的電功率為0.64W．求：

（1）內(nèi)電阻r；

（2）電源電動(dòng)勢(shì)E；

（3）S閉合后干路的總電流；

（4）S閉合后電燈消耗的電功率．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，絕緣中空軌道豎直固定，圓弧段COD光滑，對(duì)應(yīng)圓心角為120°，C、D兩端等高，O為最低點(diǎn)，圓弧圓心為O′，半徑為R。直線段AC，HD粗糙，與圓弧段分別在C，D端相切。整個(gè)裝置處于方向垂直于軌道所在平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在豎直虛線MC左側(cè)和ND右側(cè)還分別存在著場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向水平向右和向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量恒為q、直徑略小于軌道內(nèi)徑、可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電小球，從軌道內(nèi)距C點(diǎn)足夠遠(yuǎn)的P點(diǎn)由靜止釋放。若，小球所受電場(chǎng)力等于其重力的倍，重力加速度為g.則

A.小球釋放瞬間的加速度為

B.小球在軌道內(nèi)受到的摩擦力可能大于

C.經(jīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間，小球克服摩擦力做的總功是

D.小球經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的彈力可能為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明同學(xué)想利用如下器材測(cè)一節(jié)疊層電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：

A.電流表A1(滿偏電流10mA，內(nèi)阻Rg=10Ω)

B.電流表A2(0～0.6～3A，內(nèi)阻未知)

C.滑動(dòng)變阻器R(0～50Ω)

D.定值電阻R0(990Ω)

E.開關(guān)S與導(dǎo)線若干

（1）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)電路，并將電路圖畫在本題的方框內(nèi)，并標(biāo)注所選器材的符號(hào)(比如A1)

（_______）

（2）小明利用上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路得到多組電流表A1的示數(shù)I1和電流表A2的示數(shù)I2，然后通過描點(diǎn)作圖，得到I1-I2的圖像，若圖像斜率的絕對(duì)值為k，則該電池內(nèi)阻r的表達(dá)式為r=____________.

（3）該實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值E′與真實(shí)值E的關(guān)系為E′_________E(選填“>”、“<”或者“=”)。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一帶正電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B、C運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，其v-t圖象如圖所示，則下列說法中正確的是（ ）

A.A處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定小于B處的電場(chǎng)強(qiáng)度

B.A處的電勢(shì)一定大于在B處的電勢(shì)

C.CD間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都為零

D.AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不等于CB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，邊長(zhǎng)為L的正方形abcd為兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，正方形內(nèi)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，正方形外的磁場(chǎng)范圍足夠大，方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B；把一個(gè)離子源放在頂點(diǎn)a處，它將沿ac連線方向發(fā)射質(zhì)量也為m、電荷量為q（q>0）、初速度為v0= 的帶電粒子（重力不計(jì)），下列說法正確的是

A.粒子第一次到達(dá)d點(diǎn)所用的時(shí)間為

B.粒子第一次到達(dá)c點(diǎn)所用的時(shí)間為

C.粒子第一次到達(dá)b點(diǎn)所用的時(shí)間為

D.粒子第一次返回a點(diǎn)所用的時(shí)間為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一款益智類的兒童彈射玩具，模型如圖所示，段是長(zhǎng)度連續(xù)可調(diào)的豎直伸縮桿，BCD段是半徑為R的四分之三圓弧彎桿，DE段是長(zhǎng)度為2R的水平桿， 與AB桿稍稍錯(cuò)開。豎直標(biāo)桿內(nèi)裝有下端固定且勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈簧，在彈簧上端放置質(zhì)量為m的小球。每次將彈簧的長(zhǎng)度壓縮至P點(diǎn)后鎖定，設(shè)PB的高度差為h，解除鎖定后彈簧可將小球彈出。在彈射器的右側(cè)裝有可左右移動(dòng)的寬為2R的盒子用于接收小球，盒子的左端最高點(diǎn)Q和P點(diǎn)等高，且與E的水平距離為x，已知彈簧鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能Ep=9mgR，小球與水平桿的動(dòng)摩擦因μ=0.5，與其他部分的摩擦不計(jì)，不計(jì)小球受到的空氣阻力及解除鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能損失，不考慮伸縮豎直軒粗細(xì)變化對(duì)小球的影響且管的粗細(xì)遠(yuǎn)小于圓的半徑，重力加速度為g。求：

(1)當(dāng)h=3R時(shí)，小球到達(dá)管道的最高點(diǎn)C處時(shí)的速度大小vc；

(2)在(1)問中小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)管道作用力的大�。�

(3)若h連續(xù)可調(diào)，要使該小球能掉入盒中，求x的最大值？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一輕彈簧的一端固定在水平面上，另一端與質(zhì)量為M的物塊b固定連接。質(zhì)量為m的小物塊a位于b的正上方，兩者之間的距離為h。靜止釋放小物塊a，a、b碰后共速向下運(yùn)動(dòng)但不粘連，壓縮彈簧到最低點(diǎn)后兩物塊向上運(yùn)動(dòng)，且上升至最高點(diǎn)時(shí)恰不分離，重力加速度為g。則（ ）

A.a、b碰撞損失的機(jī)械能為

B.a、b向上運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)

C.若僅增大h，碰后a、b一起達(dá)到最大動(dòng)能時(shí)的位置將降低

D.若僅增大h，碰后a、b向上運(yùn)動(dòng)時(shí)一定能分離

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案