如圖(甲)所示，兩水平放置的平行金屬板C、D相距很近，上面分別開有小孔 O和O'，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌P、Q與金屬板C、D接觸良好，且導(dǎo)軌垂直放在磁感強度為B1=10T的勻強磁場中，導(dǎo)軌間距L=0.50m，金屬棒AB緊貼著導(dǎo)軌沿平行導(dǎo)軌方向在磁場中做往復(fù)運動，其速度圖象如圖(乙)，若規(guī)定向右運動速度方向為正方向．從t=0時刻開始，由C板小孔O處連續(xù)不斷地以垂直于C板方向飄入質(zhì)量為m=3.2×10 -21kg、電量q=1.6×10 -19C的帶正電的粒子(設(shè)飄入速度很小，可視為零)．在D板外側(cè)有以MN為邊界的勻強磁場B2=10T，MN與D相距d=10cm，B1和B2方向如圖所示(粒子重力及其相互作用不計)，求   

 


0到4.Os內(nèi)哪些時刻從O處飄入的粒子能穿過電場并飛出磁場邊界MN?

粒子從邊界MN射出來的位置之間最大的距離為多少?

【小題1】能

【小題2】7.3cm


解析:

【小題1】只有當(dāng)CD板間的電場力方向向上即AB棒向右運動時，粒子才可能從O運動到O’，而

 


粒子要飛出磁場邊界MN最小速度v0必須滿足：          ①

 


設(shè)CD間的電壓為U，則               ②

    解①②得  U=25V，又U=ε=B1Lv  解得v=5m/s.

所以根據(jù)（乙）圖可以推斷在0.25s<t<1.75s內(nèi)，粒子能穿過CD間的電場。

【小題2】當(dāng)AB棒速度最大，即v’=20m/s時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為：ε’=B1Lv’=100V

 


此時帶電粒子經(jīng)加速后速度為v，由動能定理有：         解得：v=100m/s 此時帶電粒子

 


的軌道半徑為              出射點與O’的水平距離為：

粒子從邊界MN射出來的位置間最大距離為S=d-x=7.3cm

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（1）如圖（1）所示，是氫原子四個能級的示意圖．當(dāng)氫原子從n=4的能級躍遷到n=3的能級時，輻射出光子a．當(dāng)氫原子從n=3的能級躍遷到n=2的能級時，輻射出光子b．則以下判斷正確的是
C
C

A．光子a的能量大于光子b的能量
B．光子a的頻率大于光子b的頻率
C．光子a的波長大于光子b的波長
D．在真空中光子a的傳播速度大于光子b的傳播速度
（2）如圖（2）所示，兩只質(zhì)量均為120kg的小船靜止在水面上，相距10m，并用鋼繩連接．一個質(zhì)量為60kg的人在甲船頭以恒力F拉繩，不計水的阻力，求：
（a）當(dāng)兩船相遇時，兩船各行進了多少米？
（b）當(dāng)兩船相遇不相碰的瞬間，為了避免碰撞，人從甲船跳向乙船需要對地的最小水平速度為6m/s，計算原來人拉繩的恒力F．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖（a）所示，兩個相同的盛水容器，密閉時裝有相同水位的水．現(xiàn)在它們頂部各插有一根兩端開口的玻璃管，甲容器中的玻璃管下端插入水中，乙容器中的玻璃管下端在水面上方．若打開容器底部的閥門，兩個容器中均有水流出，在開始的一段時間內(nèi)，水流出的速度不變的是
 
．（選填“甲”或“乙”） 
某同學(xué)根據(jù)這一現(xiàn)象，猜測水流速度可能與水面上空氣的壓強有關(guān)，他為了驗證這一猜想，設(shè)計了如圖（b）所示的裝置，閥門K2控制的容器底部出水小孔是水平的．利用閥門K1可以改變密閉容器內(nèi)水面上方氣體的壓強，利用平拋運動知識可獲得K2剛打開時流出水的初速度．在一次實驗中水深h=1m保持不變的情況下，測出水剛流出時的初速度和對應(yīng)的水面上氣體壓強的數(shù)據(jù)記錄如下表所示：
壓強（×105pa） 0.98 1.08 1.22 1.40 1.62
初速度（m/s） 4.01 5.99 8.00 9.99 11.99
該同學(xué)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，推得水面上氣體的壓強與水流初速度的關(guān)系為
 
，并推出外界大氣壓強值為
 
（水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)淺水處水波的速度跟水的深度有關(guān)，其關(guān)系式為v=
gh
，式中h為深度，g為重力加速度．如圖（甲）所示是一個 池塘的剖面圖，AB兩部分深度不同，圖（乙）是從上往下俯視，看到從P處向外傳播水波波形（弧 形實線代表波峰）．已知A處水深20cm，則B處水深為（　�。�
A、40cmB、60cm
C、80cmD、1OOcm

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（Ⅰ）小明同學(xué)在學(xué)完力的合成與分解后，想在家里做實驗驗證力的平行四邊形定則．他從學(xué)校的實驗室里借來兩只彈簧測力計，按如下步驟進行實驗．
A．在墻上貼一張白紙用來記錄彈簧彈力的大小和方向．
B．在一只彈簧測力計的下端懸掛一裝滿水的水杯，記下靜止時彈簧測力計的讀數(shù)F．
C．將一根大約30cm長的細(xì)線從杯帶中穿過，再將細(xì)線兩端拴在兩只彈簧測力計的掛鉤上．在靠近白紙?zhí)幱檬謱ΨQ地拉開細(xì)線，使兩只彈簧測力計的讀數(shù)相等，在白紙上記下細(xì)線的方向和彈簧測力計的讀數(shù)，如圖甲所示．
D．在白紙上按一定標(biāo)度作出兩個彈簧測力計的彈力的圖示，如圖乙所示，根據(jù)力的平行四邊形定則可求出這兩個力的合力F′．

（1）在步驟C中，彈簧測力計的讀數(shù)為
3.00
3.00
N．
（2）在步驟D中，合力F′=
5.2
5.2
N．  
（3）若
F′近似在豎直方向，且數(shù)值與F近似相等
F′近似在豎直方向，且數(shù)值與F近似相等
，就可以驗證力的平行四邊形定則．
（Ⅱ）發(fā)光晶體二極管是用電器上做指示燈用的一種電子元件．它的電路符號如圖（甲）所示，正常使用時，帶“+”號的一端接高電勢，“-”的一端接低電勢．某同學(xué)用實驗方法測得它的兩端的電壓U和通過它的電流I的關(guān)系數(shù)據(jù)如表所示．
U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0
I/mA 0 0.9 2.3 4.3 6.8 12.0 19.0 24.0 30.0 37.0
①在圖（乙）中的虛線框內(nèi)畫出該同學(xué)的實驗電路圖．（實驗用儀器：電壓表：內(nèi)阻RV約為10kΩ，電流表mA：內(nèi)阻RmA約為100Ω，直流電源，滑動變阻器，開關(guān)，導(dǎo)線若干．）
②在圖（丙）中的小方格紙上用描點法畫出二極管的伏安特性曲線．
③若發(fā)光二極管的最佳工作電壓為2.5V，而電源是由內(nèi)阻不計、電動勢為3V的供電系統(tǒng)提供的．請根據(jù)所畫出的伏安特性曲線上的信息，分析應(yīng)該串聯(lián)一個阻值
25
25
Ω電阻再與電源接成閉合電路，才能使二極管工作在最佳狀態(tài)．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖16-4-10所示，兩只質(zhì)量均為120 kg的小船靜止在水面上，相距10 m，并用鋼繩連接.一個質(zhì)量為60 kg的人在船頭以恒力F拉繩，不計水的阻力.求：

圖16-4-10

(1)當(dāng)兩船相遇時，兩船各行進了多少米？

(2)當(dāng)兩船相遇不相碰的瞬間，為了避免碰撞，人從甲船跳向乙船需要對地的最小水平速度為6 m/s，計算原來人拉繩的恒力F.

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同步練習(xí)冊答案