【題目】某學(xué)生設(shè)想一種帶電顆粒的速率分選裝置,其原理如圖所示。兩水平金屬極板之間產(chǎn)生豎直向上的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E。在兩極板間右下角MNQP矩形區(qū)域內(nèi)還存在水平向里的勻強(qiáng)磁場,水平線OO是磁場的中心線。發(fā)射器從電場邊緣O點(diǎn)沿水平方向、以不同的速率不斷發(fā)出相同的帶電顆粒,這些顆粒恰好都能沿直線運(yùn)動(dòng),直到進(jìn)入磁場區(qū)域,其中速率為v0的顆粒被磁場偏轉(zhuǎn)后剛好打在收集板上的N點(diǎn)。已知MN=3d,MP=2d,重力加速度為g,不計(jì)顆粒間的相互作用。求

(1)這些帶電顆粒的比荷

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。

(3)在收集板上,以O為原點(diǎn)建立向上的坐標(biāo)軸y,可用坐標(biāo)y表示顆粒打在收集板上的位置,請(qǐng)推導(dǎo)出顆粒速度v v0時(shí)y-v的關(guān)系式。

【答案】12 (3)

【解析】(1)進(jìn)入磁場前,顆粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)

qE=mg

所以

(2)顆粒進(jìn)入磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)速率為υ0的顆粒運(yùn)動(dòng)半徑為r0,由幾何關(guān)系可得r02=(r0-d)2+(3d)2

求得r0 =5d

顆粒做圓周運(yùn)動(dòng),有

0B =

B =

(3)如圖所示,當(dāng)顆粒速度υ υ0時(shí)顆粒將從磁場MN邊的C點(diǎn)射出磁場,再沿直線勻速運(yùn)動(dòng)到收集板上D點(diǎn),設(shè)在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑為r,則

r =

由勾股定律可得

r2=(r-d)2+MC2

由三角形相似可得

聯(lián)立求得

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,豎直平面內(nèi)有一光滑管道口徑很小的圓弧軌道,其半徑為,平臺(tái)與軌道的最高點(diǎn)等高。一質(zhì)量可看作質(zhì)點(diǎn)的小球從平臺(tái)邊緣的處平拋,恰能沿圓弧軌道上點(diǎn)的切線方向進(jìn)入軌道內(nèi)側(cè),軌道半徑與豎直線的夾角為53°,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6, 取10m/s2。試求:

(1)小球從點(diǎn)開始平拋到運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所需的時(shí)間t;

(2)小球從A點(diǎn)平拋的速度大小; 點(diǎn)到圓軌道入射點(diǎn)之間的水平距離

(3)小球到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大。

(4)小球沿軌道通過圓弧的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的內(nèi)壁還是外壁有彈力?并求出彈力的大小。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為A、B兩車沿同一直道做沿直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象,兩車從同一位置并排出發(fā),受到阻力相同,則根據(jù)圖象可以判斷( )

A. 4sA車追上B

B. 4sA車在B車前面

C. 追上前,兩車距離最大為4m

D. A車的牽引力等于B車的牽引力的兩倍

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,波動(dòng)彈性鋼片,把小鋼球與支柱之間的塑料片彈出時(shí),小鋼球并沒有隨塑料片飛出,關(guān)于這個(gè)過程,下列說法正確的是

A. 彈性鋼片被拉彎,說明力可以改變物體的形狀

B. 彈性鋼片恢復(fù)原位的過程中,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能

C. 塑料片被彈出,說明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

D. 小鋼球沒有隨塑料片飛出,因?yàn)樾′撉蚓哂袘T性

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m=0.5kg的小球用長為r=0.4m的細(xì)繩懸掛于O點(diǎn),在O點(diǎn)的正下方有一個(gè)質(zhì)量為m1=1.0kg的小滑塊,小滑塊放在一塊靜止在光滑水平面上、質(zhì)量為m2=1.0kg的木板左端。現(xiàn)將小球向左上方拉至細(xì)繩與豎直方向夾角θ=60°的位置由靜止釋放,小球擺到最低點(diǎn)與小滑塊發(fā)生正碰并被反彈,碰撞時(shí)間極短,碰后瞬間細(xì)繩對(duì)小球的拉力比碰前瞬間的減小了T=4.8N,而小滑塊恰好不會(huì)從木板上掉下。已知小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.12,不計(jì)空氣阻力,重力加速度g10m/s2。求:

(1)碰后瞬間小球的速度大;

(2)木板的長度。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演,他離開飛機(jī)后先做自由落體運(yùn)動(dòng),當(dāng)距離地面時(shí)打開降落傘,傘張開后運(yùn)動(dòng)員就以的加速度做勻減、速運(yùn)動(dòng),到達(dá)地面時(shí)速度為,問:

)運(yùn)動(dòng)員離開飛機(jī)時(shí)距地面的高度為多少.

)離開飛機(jī)后,經(jīng)過多少時(shí)間才能到達(dá)地面.(

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】回旋加速器工作原理示意圖如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直,兩盒間的狹縫很小,粒子穿過的時(shí)間可忽略,它們接在電壓為U、頻率為f的交流電源上,若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子在加速器中被加速,下列說法正確的是(

A. 若只增大交流電壓U,則質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能增大

B. 若只增大交流電壓U,則質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)行時(shí)間會(huì)變短

C. 若磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大,交流電頻率f必須適當(dāng)增大才能正常工作

D. 不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f,該回旋加速器也能用于加速α粒子

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】滑梯是幼兒園必備的一種玩具,它可以培養(yǎng)孩子堅(jiān)定的意志和信心,可以培養(yǎng)孩子的勇敢精神,現(xiàn)有一滑梯,高處水平臺(tái)面距地面高h=1.5m,傾斜槽傾角為37°,下端為水平槽,長L=0.5m,厚度不計(jì)。傾斜部分和水平部分用一忽略大小的圓弧連接,示意圖如圖所示,一質(zhì)量為20kg的小孩由靜止從高處水平臺(tái)面沿傾斜槽下滑,當(dāng)滑到水平槽末端時(shí)速度大小為v=2m/s。(結(jié)果保留兩位小數(shù),重力加速度),求:

(1)若滑梯的傾斜槽和水平槽摩擦因數(shù)相同,求出摩擦因數(shù)的值。

(2)若小孩滑到水平槽末端速度大于1m/s時(shí)危險(xiǎn)性較大,為了小孩能滑到水平槽且保證安全,將滑梯水平槽粗糙處理。[傾斜槽的摩擦因數(shù)與(1)問中相同],請(qǐng)你求出水平槽處理后的摩擦因數(shù)取值范圍。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】橫截面為直角三角形的兩個(gè)相同斜面緊靠在一起,固定在水平面上,如圖所示。它們的豎直邊長都是底邊長的一半,F(xiàn)有三個(gè)小球從左邊斜面的頂點(diǎn)以不同的初速度向右平拋,最后落在斜面上,其落點(diǎn)分別是a、bc 。下列判斷正確的是( )

A. 三小球比較,落在a點(diǎn)的小球飛行時(shí)間最短

B. 三小球比較,落在c點(diǎn)的小球飛行過程速度變化最大

C. 三小球比較,落在c點(diǎn)的小球飛行過程速度變化最快

D. 無論小球拋出時(shí)初速度多大,落到斜面上的瞬時(shí)速度都不可能與斜面垂直

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案