如圖甲所示，建立x0y坐標(biāo)系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱，極板長(zhǎng)度和板間距均為L(zhǎng)，第Ⅰ、Ⅳ象限分布著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于x0y平面向里。位于極板左側(cè)的粒子源可沿x軸向右發(fā)射質(zhì)量為m、電量為q、速度相同、重力不計(jì)的帶正電粒子。在0~3t0時(shí)間內(nèi)兩極板所加電壓如圖乙所示。已知，若粒子在t=0時(shí)刻射入，將恰好在t0時(shí)刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)。上述m、q、L、t0為已知量，且忽略粒子間的相互影響。求：

（1）電壓U0的大�。�
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（3）0~3t0時(shí)間內(nèi)何時(shí)射入的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，并求出此最短時(shí)間。
（1）（2）（3）

試題分析：（1）根據(jù)t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0時(shí)刻經(jīng)極板邊緣射出，則解得。
（2）水平方向，豎直方向；解得 則，
所以速度偏轉(zhuǎn)角為，
由幾何關(guān)系可知 ，
由
得。
(3)時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子（運(yùn)動(dòng)軌跡如圖）在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短。
     
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)的電場(chǎng)線，電場(chǎng)線與水平方向成α角，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，有一帶電液滴沿斜向上的虛線l做直線運(yùn)動(dòng)，l與水平方向成β角，且α＞β，則下列說法中錯(cuò)誤的是（        ）
A．液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B．液滴一定帶正電
C．電場(chǎng)線方向一定斜向上
D．液滴有可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩平行金屬板的間距恰好等于極板的長(zhǎng)度�，F(xiàn)有重力不計(jì)的正離子束以相同的初速度v0平行于兩板從兩板的正中間向右射入。第一次在兩板間加恒定的電壓，建立起場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則正離子束剛好從上極板的右邊緣射出；第二次撤去電場(chǎng)，在兩板間建立起磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則正離子束剛好從下極板右邊緣射出。由此可知E與B大小的比值是  （    ）
A．1.25v0B．0.5v0C．0.25v0 D．v0

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平放置的平行板電容器間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，開關(guān)S閉合時(shí)一帶電粒子恰好水平向右勻速穿過兩板，重力不計(jì)，下列說法正確的是 (　　)
A．保持開關(guān)閉合，若滑片P向上滑動(dòng)，粒子不可能從下極板邊緣射出
B．保持開關(guān)閉合，若滑片P向下滑動(dòng)，粒子不可能從下極板邊緣射出
C．保持開關(guān)閉合，若A極板向上移動(dòng)后，調(diào)節(jié)滑片P的位置，粒子仍可能沿直線射出
D．如果開關(guān)斷開，粒子繼續(xù)沿直線射出

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，間距為、半徑為的內(nèi)壁光滑的圓弧固定軌道，右端通過導(dǎo)線接有阻值為的電阻，圓弧軌道處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。質(zhì)量為、電阻為、長(zhǎng)度也為的金屬棒，從與圓心等高的處由靜止開始下滑，到達(dá)底端時(shí)，對(duì)軌道的壓力恰好等于金屬棒的重力2倍，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻，空氣阻力忽略不計(jì)，重力加速度為。求：

（1）金屬棒到達(dá)底端時(shí)，電阻兩端的電壓多大；
（2）金屬棒從處由靜止開始下滑，到達(dá)底端的過程中，通過電阻的電量；
（3）用外力將金屬棒以恒定的速率從軌道的低端拉回與圓心等高的處的過程中，電阻產(chǎn)生的熱量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

有一種“雙聚焦分析器”質(zhì)譜儀，工作原理如圖所示。加速電場(chǎng)的電壓為U，靜電分析器中有輻向會(huì)聚電場(chǎng)，即與圓心O1等距各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，方向沿徑向指向圓心O1；磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行．由離子源發(fā)出一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計(jì)），經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，從M點(diǎn)沿垂直于該點(diǎn)的電場(chǎng)方向進(jìn)入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并從N點(diǎn)射出靜電分析器．而后離子由P點(diǎn)沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場(chǎng)方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點(diǎn)射出，并進(jìn)入收集器．測(cè)量出Q點(diǎn)與圓心O2的距離為d，位于Q點(diǎn)正下方的收集器入口離Q點(diǎn)的距離為d/2．（題中的U、m、q、R、d都為已知量）

（1）求靜電分析器中離子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大�。�
（2）求磁分析器中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）現(xiàn)將離子換成質(zhì)量為4m ,電荷量仍為q的另一種正離子，其它條件不變．磁分析器空間足夠大，離子不會(huì)從圓弧邊界射出，收集器的位置可以沿水平方向左右移動(dòng)，要使此時(shí)射出磁分析器的離子仍能進(jìn)入收集器，求收集器水平移動(dòng)的距離．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（20分）一個(gè)“”形導(dǎo)軌PONQ，其質(zhì)量為M=2.0kg，放在光滑絕緣的水平面上，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，另有一根質(zhì)量為m=0.60kg的金屬棒CD跨放在導(dǎo)軌上，CD與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.20，CD棒與ON邊平行，左邊靠著光滑的固定立柱a、b，勻強(qiáng)磁場(chǎng)以ab為界，左側(cè)的磁場(chǎng)方向豎直向上（圖中表示為垂直于紙面向外），右側(cè)磁場(chǎng)方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小都是0.80T，如圖所示，已知導(dǎo)軌ON段長(zhǎng)為0.50m，電阻是0.40Ω，金屬棒CD的電阻是0.20Ω，其余電阻不計(jì)。導(dǎo)軌在水平拉力作用下由靜止開始以0.20m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一直到CD中的電流達(dá)到4.0A時(shí)，導(dǎo)軌改做勻速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，取g=10m/s2.求：

⑴導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)起來后，C、D兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)較高？
⑵導(dǎo)軌做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平拉力F的大小是多少？
⑶導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程中，水平拉力F的最小值是多少？
⑷CD上消耗的電功率為P=0.80W時(shí)，水平拉力F做功的功率是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，電阻不計(jì)且間距L=lm的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，上端接一阻值R=2Ω的電阻，虛線OO′下方有垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)將質(zhì)量m="0.l" kg、電阻不計(jì)的金屬桿ab從OO′上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸且始終水平。已知桿ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0 =1m/s，下落0.3 m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示，g取10 m/s2，則
A．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T
B．a(chǎn)b桿下落0.3 m時(shí)金屬桿的速度為1 m/s
C．a(chǎn)b桿下落0.3 m的過程中R上產(chǎn)生的熱量為0.2 J
D．a(chǎn)b桿下落0.3 m的過程中通過R的電荷量為0.25 C

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

目前世界上正在研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)。右圖表示它的發(fā)電原理：將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體來說呈中性），噴射入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就聚集電荷，兩板間形成一定的電壓，A、B兩板相當(dāng)于電源的正負(fù)極，閉合開關(guān)S后，電阻R上有電流通過。下列說法正確的是（   ）

A．A板為正極，通過電阻R的電流從上到下
B．A板為正極，通過電阻R的電流從下到上
C．B板為正極，通過電阻R的電流從上到下
D．B板為正極，通過電阻R的電流從下到上

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案