【題目】坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一點(diǎn)狀的放射源，它向xOy平面內(nèi)的x軸上方各個方向發(fā)射粒子，粒子的速度大小都是v0，在0＜y＜d的區(qū)域內(nèi)分布有指向y軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E＝，其中q與m分別為α粒子的電荷量和質(zhì)量；在d＜y＜2d的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場．ab為一塊很大的平面感光板，放置于y＝2d處，如圖所示．觀察發(fā)現(xiàn)此時恰無粒子打到ab板上．(不考慮粒子的重力)

(1)求粒子剛進(jìn)入磁場時的動能Ek及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

(2)將ab板平移到縱坐標(biāo)為多少的位置時所有粒子恰好均能打到板上？并求ab板在此位置被粒子打中區(qū)域的長度L．

【答案】(1)； ；(2)；

【解析】

(1)根據(jù)動能定理：

可得末動能：

根據(jù)可知，對于沿軸正方向射出的粒子進(jìn)入磁場時與軸正方向夾角，其在電場中沿方向的位移：

易知若此粒子不能打到板上，則所有粒子均不能打到板，因此此粒子軌跡必與板相切，可得其圓周運(yùn)動的半徑：

又根據(jù)洛倫茲力提供向心力：

可得：

(2)易知沿軸負(fù)方向射出的粒子若能打到板上，則所有粒子均能打到板上．其臨界情況就是此粒子軌跡恰好與板相切．可知此時磁場寬度為原來的，即當(dāng)板位于的位置時，恰好所有粒子均能打到板上；

板上被打中區(qū)域的長度：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，P為磁場邊界上的一點(diǎn)．大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過P點(diǎn)，在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場．若粒子射入速率為v1，這些粒子在磁場邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上；若粒子射入速率為v2，相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上．不計重力及帶電粒子之間的相互作用．則v2∶v1為(　　)

A.∶2B.∶1

C.∶1D.3∶

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，電源的電動勢E＝6 V，內(nèi)阻為r，閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片C從A端滑至B端的過程中，電路中的一些物理量的變化規(guī)律如圖乙所示：圖I描述電源的輸出功率隨端電壓的變化規(guī)律，圖II描述端電壓隨電流的變化規(guī)律、圖III描述電源的效率隨外電阻的變化規(guī)律，電表、導(dǎo)線對電路的影響不計。則下列說法不正確的是( 　)

A.電源的內(nèi)阻r為2Ω

B.滑動變阻器最大阻值6Ω

C.I圖上b點(diǎn)的坐標(biāo)(3V，4.5W)

D.II圖上a點(diǎn)的坐標(biāo)(0.6A，4.8V)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在等腰三角形△ABC區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，三角形的底邊AB＝2L， θ＝45°，O為底邊的中點(diǎn)。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的電場加速后，從O點(diǎn)垂直AB進(jìn)入磁場，不計粒子的重力與空氣阻力的影響。

(1)求粒子經(jīng)電場加速后射入磁場時的速度。

(2)若已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，則粒子從何處射出磁場?

(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少時，粒子在磁場中能以最大的圓周半徑偏轉(zhuǎn)后打到OA板?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列四個實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，不能表明電流能產(chǎn)生磁場的是(　　)

A. 甲圖中，導(dǎo)線通電后磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B. 乙圖中，通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用

C. 丙圖中，當(dāng)電流方向相同時，導(dǎo)線相互靠近

D. 丁圖中，當(dāng)電流方向相反時，導(dǎo)線相互遠(yuǎn)離

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在一固定水平放置的鋁環(huán)上方，有一條形磁鐵，從離地面高h處，由靜止開始下落，最后落在地面上。磁鐵下落過程中從鋁環(huán)中心穿過圓環(huán)，而不與鋁環(huán)接觸。若不計空氣阻力，下列說法正確的是（ ）

A.磁鐵下落過程中，圓環(huán)中的電流方向先逆時針后順時針（從上向下看圓環(huán)）

B.不考慮起始位置，磁鐵下落過程中，磁鐵的加速度始終小于g

C.磁鐵下落過程中，磁鐵的機(jī)械能不斷減少

D.磁鐵落地時的速率等于

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩條長直導(dǎo)線AB和CD相互垂直，彼此相隔一很小距離，通以如圖所示方向的電流，其中AB固定，CD可以其中心為軸自由轉(zhuǎn)動或平動，則CD的運(yùn)動情況是（ ）

A. 順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線AB

B. 順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開導(dǎo)線AB

C. 逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開導(dǎo)線AB

D. 逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線AB

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，矩形導(dǎo)體框架abcd水平固定放置，已知ac邊長1m，ab邊長為2m，ac邊和bd邊的阻值均為1Ω，其他部分電阻不計。阻值為1Ω的導(dǎo)體棒MN放在框架正中間，與框架接觸良好。導(dǎo)體框處于方向如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化如圖乙所示。

（1）當(dāng)開關(guān)S斷開時，求0～1s內(nèi)導(dǎo)體棒上的電流方向及大��；

（2）1s時閉合開關(guān)，同時導(dǎo)體棒以=1m/s的初速度水平向左運(yùn)動，求此時ac邊上的電流方向及導(dǎo)體棒受到的安培力大�。�

（3）求0～2s內(nèi)，ac邊上產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示。在同一水平面上，兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MNPQ間距為，右端接有電阻，導(dǎo)軌EF連線左側(cè)光滑且絕緣.右側(cè)導(dǎo)軌粗糙，EFGH區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面磁感應(yīng)強(qiáng)度的矩形勻強(qiáng)磁場；一根輕質(zhì)彈簧水平放置，左端固定在K點(diǎn)，右端與質(zhì)量為的金屬棒a接觸但不栓接，且與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)，彈簧自由伸長時a棒剛好在EF處，金屬棒a垂直導(dǎo)軌放置，現(xiàn)使金屬棒a在外力作用下緩慢地由EF向左壓縮至AB處鎖定，壓縮量為。此時在EF處放上垂直于導(dǎo)軌質(zhì)量電阻的靜止金屬棒b。接著釋放金屬棒a，兩金屬棒在EF處碰撞，a彈回并壓縮彈簧至CD處時速度剛好為零且被鎖定，此時壓縮量為，b棒向右運(yùn)動，經(jīng)過從右邊界GH離開磁場，金屬棒b在磁場運(yùn)動過程中流經(jīng)電阻R的電量。設(shè)棒的運(yùn)動都垂直于導(dǎo)軌，棒的大小不計，已知彈簧的彈力與形變量的關(guān)系圖像（如圖乙）與x軸所圍面積為彈簧具有的彈性勢能。求：

（1）金屬棒a碰撞金屬棒b前瞬間的速度

（2）金屬棒b離開磁場時的速度

（3）整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量

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