【題目】如圖,為一除塵裝置的截面圖,塑料平板M.N的長度及它們間距離均為d.大量均勻分布的帶電塵埃以相同的速度vo進(jìn)入兩板間,速度方向與板平行,每顆塵埃的質(zhì)量均為m,帶電量均為-q.當(dāng)兩板間同時存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場和垂直板向上的勻強(qiáng)電場時,塵埃恰好勻速穿過兩板間;若撤去板間電場,并保持板間磁場不變,塵埃恰好全部被平板吸附,即除塵效率為100%;若撤去兩板間電場和磁場,建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xoyy軸垂直于板并緊靠板右端,x軸與兩板中軸線共線,要把塵埃全部收集到位于P(2d,-1.5d)處的條狀容器中,需在y軸右側(cè)加一垂直于紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域.塵埃顆粒重力、顆粒間作用及對板間電場磁場的影響均不計,求:

(1)兩板間磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi的大;

(2)若撤去板間磁場,保持板間勻強(qiáng)電場不變,除塵效率為多少;

(3)y軸右側(cè)所加圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小的取值范圍.

【答案】1;(2)除塵效率為;(3

【解析】

1)沿N極板射入的塵埃恰好不從極板射出時塵埃的運(yùn)動軌跡如圖所示,

由幾何知識可知,塵埃在磁場中的半徑:r=d,

塵埃在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,洛倫茲力提供向心力,

由牛頓第二定律得:,解得:;

2)電場、磁場同時存在時,塵埃勻速直線,滿足:

撤去磁場以后粒子在電場作用下平拋,假設(shè)距離N極板y的粒子恰好離開電場:

水平方向:

豎直方向:

加速度:

解得:

當(dāng)時,時間更長,水平位移,即0.5dd這段距離的粒子會射出電場,則從平行金屬板出射的塵埃占總數(shù)的百分比:;

3)設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R0,塵埃顆粒在圓形磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為R2,要把塵埃全部收集到位于P處的條狀容器中,就必須滿足

如圖,當(dāng)圓形磁場區(qū)域過P點且與M板的延長線相切時,圓形磁場區(qū)域的半徑R0最小,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最大,有

解得:

如圖,當(dāng)圓形磁場區(qū)域過P點且與y軸在M板的右端相切時,圓形磁場區(qū)域的半徑R0最大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最小,有

解得:

所以圓形磁場區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小須滿足的條件為

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】美國火星探測器洞察號于20181127日成功登陸火星,已知火星與地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑之比為32,火星與地球的質(zhì)量之比為110,火星與地球的半徑之比為12,則

A. 火星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期小于1

B. 洞察號減速下降登陸火星的過程中處于失重狀態(tài)

C. 火星繞太陽公轉(zhuǎn)的向心加速度比地球小

D. 地球和太陽的連線與火星和太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于向心加速度,下列說法正確的是(   )

A.知,勻速圓周運(yùn)動的向心加速度恒定

B.做圓周運(yùn)動的物體,加速度時刻指向圓心

C.向心加速度越大,物體速率變化越快

D.勻速圓周運(yùn)動不屬于勻速運(yùn)動

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【題目】探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中,用打點周期為0.02s的計時器記錄小車做勻變速直線運(yùn)動的紙帶如圖所示,在紙帶上選擇01、2、3、456個計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出,紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺,零刻度線跟“0”計數(shù)點對齊。由圖可以讀出三個計數(shù)點1、3、50點的距離d1、d2、d3.

(1)讀出距離:d11.20cmd2_________cm,d3_________cm

(2)計算小車通過計數(shù)點“2”的瞬時速度v2_________m/s;(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)小車的加速度大小a_________m/s2 。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,某同學(xué)站在體重計上觀察超重與失重現(xiàn)象。由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過程;由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過程。他穩(wěn)定站立時,體重計的示數(shù)為500N,關(guān)于實驗現(xiàn)象,下列說法正確的是( 。

A.“起立”過程是超重現(xiàn)象,“下蹲”過程是失重現(xiàn)象

B.“起立”和“下蹲”過程都有超重和失重現(xiàn)象出現(xiàn)

C.圖記錄的是他先“下蹲”穩(wěn)定后又“起立”的過程

D.“下蹲”過程先出現(xiàn)失重現(xiàn)象,“起立”過程先出現(xiàn)超重現(xiàn)象

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在用斜槽軌道做“探究平拋運(yùn)動的規(guī)律”的實驗時讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動,通過描點法畫小球做平拋運(yùn)動的軌跡,為了能較準(zhǔn)確地描出運(yùn)動軌跡,下面列出了一些操作要求,不正確的是________

A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平

B.每次釋放小球的位置可以不同

C.每次必須由靜止釋放小球

D.小球運(yùn)動時不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一個帶正電荷的物塊m由靜止開始從斜面上A點下滑,滑到水平面上的D點停下來,已知物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)相同,且不計物塊經(jīng)過B處時的機(jī)械能損失.現(xiàn)在所在空間加豎直向下的勻強(qiáng)電場,第二次讓物塊mA點由靜止開始下滑,結(jié)果物塊在水平面上的點停下來.后又撤去電場,在所在空間加水平向里的勻強(qiáng)磁場,再次讓物塊mA點由靜止開始下滑,結(jié)果物塊沿斜面滑下并在水平面上的點停下來,則以下說法中正確的是(  )

A.點一定在D點左側(cè)B.點一定與D點重合

C.點一定在D點右側(cè)D.點一定與D點重合

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【題目】如圖所示,水平轉(zhuǎn)臺上有一個質(zhì)量為m的物塊,用長為l的輕質(zhì)細(xì)繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上,細(xì)繩與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角θ=30°,此時細(xì)繩伸直但無張力,物塊與轉(zhuǎn)臺間動摩擦因數(shù)為μ,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動,角速度為ω,重力加速度為g,則(  )

A. 當(dāng)ω時,細(xì)繩的拉力為0

B. 當(dāng)ω時,物塊與轉(zhuǎn)臺間的摩擦力為0

C. 當(dāng)ω 時,細(xì)繩的拉力大小為 mg

D. 當(dāng)ω 時,細(xì)繩的拉力大小為mg

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長為L的通電指導(dǎo)體棒放在光滑水平絕緣軌道上,勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧一端固定,另一端拴在棒的中點,且與棒垂直,整個裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,彈簧伸長x,棒處于靜止?fàn)顟B(tài).則:( )

A.導(dǎo)體棒中的電流方向從b流向a

B.導(dǎo)體棒中的電流大小為

C.若只將磁場方向緩慢順時針轉(zhuǎn)過一小角度,x變大

D.若只將磁場方向緩慢逆時針轉(zhuǎn)過一小角度,x變大

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同步練習(xí)冊答案