【題目】如圖所示,在 平面內(nèi),有一電子源持續(xù)不斷地沿 正方向每秒發(fā)射出N個(gè)速率均為 的電子,形成寬為2b,在 軸方向均勻分布且關(guān)于 軸對(duì)稱的電子流。電子流沿 方向射入一個(gè)半徑為R,中心位于原點(diǎn)O的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直xOy平面向里,電子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后均從P點(diǎn)射出,在磁場區(qū)域的正下方有一對(duì)平行于 軸的金屬平行板K和A,其中K板與P點(diǎn)的距離為d,中間開有寬度為 且關(guān)于 軸對(duì)稱的小孔。K板接地,A與K兩板間加有正負(fù)、大小均可調(diào)的電壓 ,穿過K板小孔到達(dá)A板的所有電子被收集且導(dǎo)出,從而形成電流。已知 ,電子質(zhì)量為m,電荷量為e,忽略電子間相互作用。

(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(2)求電子從P點(diǎn)射出時(shí)與負(fù) 軸方向的夾角θ的范圍;
(3)當(dāng) 時(shí),每秒經(jīng)過極板K上的小孔到達(dá)極板A的電子數(shù);
(4)畫出電流 變化的關(guān)系曲線(在答題紙上的方格紙上)。

【答案】
(1)

軌到半徑R=r


(2)

下圖以及幾何關(guān)系可知,上端電子從P點(diǎn)射出時(shí)與負(fù)y軸最大夾角 ,由幾何關(guān)系

同理下端電子從p點(diǎn)射出與負(fù)y軸最大夾角也是60度

范圍是


(3)

每秒進(jìn)入兩極板間的電子數(shù)為n

n=0.82N


(4)

由動(dòng)能定理得出遏止電壓

與負(fù)y軸成45度角的電子的運(yùn)動(dòng)軌跡剛好與A板相切,其逆過程是類平拋運(yùn)動(dòng),達(dá)到飽和電流所需要的最小反向電壓 或者根據(jù)(3)可得飽和電流大小 。


【解析】(1)根據(jù)圖象中的幾何關(guān)系求出粒子運(yùn)動(dòng)的半徑,根據(jù)半徑公式 求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B;(2)粒子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),利用洛倫茲力提供向心力的公式,求出在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑,利用幾何關(guān)系求θ.
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了向心力和磁感應(yīng)強(qiáng)度的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),需要掌握向心力總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大小;向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí),千萬不可在物體受力之外再添加一個(gè)向心力;磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場方向,即通過該點(diǎn)的磁感線的切線方向才能正確解答此題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩平行直導(dǎo)線 豎直放置,通以方向相反大小相等的電流,a、b兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)。則( )

A.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零
B.導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里
C.導(dǎo)線受到的安培力方向向右
D.同時(shí)改變了導(dǎo)線的電流方向, 導(dǎo)線受到的安培力方向不變

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【題目】圖中給出某一通關(guān)游戲的示意圖,安裝在軌道AB上可上下移動(dòng)的彈射器,能水平射出速度大小可調(diào)節(jié)的彈丸,彈丸射出口在B點(diǎn)的正上方,豎直面內(nèi)的半圓弧BCD的半徑為R=2.0m,直徑BD水平且與軌道AB處在同一豎直平面內(nèi),小孔P和圓心O連線與水平方向夾角為37,游戲要求彈丸垂直于P點(diǎn)圓弧切線方向射入小孔P就能進(jìn)入下一關(guān).為了能通關(guān),彈射器離B點(diǎn)的高度和彈丸射出的初速度分別是( )(不計(jì)空氣阻力)

A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖中,哪些圖象表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)( )
A.
B.
C.
D.

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【題目】汽車以10m/s的速度在馬路上勻速行駛,駕駛員發(fā)現(xiàn)正前方15m處的斑馬線上有行人,于是剎車禮讓汽車恰好停在斑馬線前,假設(shè)駕駛員反應(yīng)時(shí)間為0.5s。汽車運(yùn)動(dòng)的v-t圖如圖所示,則汽車的加速度大小為( )

A.
B.
C.
D.

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【題目】關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,下列說法不正確的是 (  )

A.物體做曲線運(yùn)動(dòng),其加速度可能不改變

B.物體做曲線運(yùn)動(dòng),其加速度可能改變

C.物體在恒力作用下運(yùn)動(dòng),其速度方向一定不變

D.物體在恒力作用下運(yùn)動(dòng),其加速度方向一定不變

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【題目】有一次,小明上學(xué)前取自己的眼鏡時(shí),發(fā)現(xiàn)自己的近視鏡和爺爺?shù)睦匣ㄧR混在一起,外形完全一樣,如圖所示,小明要想找出自己的眼鏡,下列做法正確的是( 。

A.用手摸鏡時(shí),中間薄邊緣厚的是遠(yuǎn)視鏡
B.讓鏡片正對(duì)太陽光,太陽光通過鏡片能呈現(xiàn)一個(gè)明亮小光斑的是近視鏡
C.讓鏡片正對(duì)太陽光,太陽光通過鏡片后能呈現(xiàn)一個(gè)大光斑的是近視鏡
D.拿著鏡片看字,把字放大的是近視鏡

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【題目】足球以8m/s的速度飛來,運(yùn)動(dòng)員把它以12m/s的速度反向踢出,踢球時(shí)間為0.2s,設(shè)球飛來的方向?yàn)檎较,則足球在這段時(shí)間內(nèi)的加速度為( )
A.﹣200m/s2
B.200m/s2
C.﹣100m/s2
D.100m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于點(diǎn)電荷的敘述中正確的是( 。

A.只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷

B.當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小和形狀對(duì)它們之間的作用的影響可以忽略是,這兩個(gè)帶電體可看成點(diǎn)電荷

C.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷

D.一切帶電體都能看成點(diǎn)電荷

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