【題目】如圖所示，粒子源S可以不斷地產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（重力不計(jì)）．粒子從O1孔漂進(jìn)（初速不計(jì)）一個(gè)水平向右的加速電場(chǎng)，再經(jīng)小孔O2進(jìn)入相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，方向如圖．虛線PQ、MN之間立體空間存在著水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2（磁場(chǎng)范圍足夠大，圖中未畫(huà)出）。有一塊折成直角的硬質(zhì)塑料板abc（不帶電，寬度很窄，厚度不計(jì)）放置在PQ、MN之間（截面圖如圖所示），a、c兩點(diǎn)恰分別位于PQ、MN上，ab=bc=L，α= 45°．現(xiàn)使粒子能沿圖中虛線O2O3進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域．

（1）求加速電壓U1；

（2）假設(shè)粒子與硬質(zhì)塑料板相碰后，速度大小不變，方向變化遵守光的反射定律，不計(jì)與板碰撞的時(shí)間．求粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？

【答案】（1）（2）

【解析】

試題分析：（1）粒子源發(fā)出的粒子，進(jìn)入加速電場(chǎng)被加速，速度為v0，

根據(jù)動(dòng)能定理得：

要使粒子能沿圖中虛線O2O3進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域，則粒子所受到向上的洛倫茲力與向下的電場(chǎng)力大小相等，得到

將②式代入①式得

（2）粒子從O3以速度v0進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域，先做勻速直線運(yùn)動(dòng)，打到ab板上，以大小為v0的速度垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)．粒子將以半徑R在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)一周后打到ab板的下表面．由于不計(jì)板的厚度，所以質(zhì)子從第一次打到ab板到第二次打到ab板后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間，即一個(gè)周期T．

由和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得

粒子在磁場(chǎng)中共碰到2塊板，做圓周運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間為

粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中，在方向的總位移，時(shí)間為

則

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角θ為30°的光滑斜面上，有一垂直于斜面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域PQNM，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾?/span>L=0.1m．將一匝數(shù)n=10匝、質(zhì)量m=0.02kg、邊長(zhǎng)L=0.1m、總電阻R=0.4的正方形閉合線圈abcd由靜止釋放，釋放時(shí)ab邊水平，且到磁場(chǎng)上邊界PQ 的距離也為L，當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈恰好勻速運(yùn)動(dòng)．（g=10m/s2）求：

（1）ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈所受安培力的大小及方向；

（2）ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈的速度及磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

（3）線圈穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】有一種大型游戲器械，它是一個(gè)圓筒大容器，筒壁豎直，游客進(jìn)入容器后緊靠筒壁站立，當(dāng)圓筒開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，轉(zhuǎn)速加快到一定程度時(shí)，突然地板塌落，然而游客卻發(fā)現(xiàn)自己沒(méi)有因?yàn)橹亓Χ袈湎氯ィ@是因?yàn)?/span>

A.游客處于超重狀態(tài)

B.游客處于失重狀態(tài)

C.筒壁對(duì)游客的支持力等于重力

D.游客受到的摩擦力等于重力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)為了測(cè)量某電池的電動(dòng)勢(shì) E和內(nèi)阻 r，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路．并已連接成實(shí)物圖，已知定值電阻R0=20Ω，電壓表V1、V2為理想電壓表。

（1）根據(jù)如圖所示實(shí)物電路，請(qǐng)?jiān)谔摼�框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．

（2）實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，讀出電壓表V1和V2的示數(shù)U1、U2，數(shù)據(jù)如下表所示．請(qǐng)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖示的坐標(biāo)紙中畫(huà)出U2-U1的圖線。

（3）由圖象可得該電源的電動(dòng)勢(shì)E= V，內(nèi)阻r= Ω．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

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【題目】在探究“合力與分力的關(guān)系”時(shí)，老師設(shè)計(jì)了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示，她先用一根細(xì)繩懸掛一個(gè)吊籃，在吊籃中放入礦泉水，結(jié)果最多放入6瓶礦泉水細(xì)繩就被拉斷了�，F(xiàn)在，她用兩根同樣的細(xì)繩按如圖乙所畫(huà)的角度懸掛上相同的吊籃，再往吊籃中放入相同的礦泉水，則她最多可放入礦泉水的瓶數(shù)將 6瓶（填“大于”、“等于”或“小于”），請(qǐng)你解釋這一情況出現(xiàn)的原因： ．

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【題目】華裔科學(xué)家高錕因在“有關(guān)光導(dǎo)纖維用于光學(xué)通信方面”取得了突破性成就而獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行光纖通信所依據(jù)的原理是（　�。�

A.光的全反射B.光的折射C.光的干涉D.光的色散

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【題目】太陽(yáng)內(nèi)部不停地進(jìn)行著熱核反應(yīng)（氫聚變?yōu)楹ぃ�，同時(shí)釋放出巨大的能量．太陽(yáng)能的特點(diǎn)之一是不環(huán)境，太陽(yáng)能電池是根據(jù)在半導(dǎo)體中發(fā)生的效應(yīng)制成的．

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（1）求勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度．

（2）金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)金屬棒的電荷量q；

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】鈾核可以發(fā)生衰變和裂變，鈾核的（）
A.衰變和裂變都能自發(fā)發(fā)生
B.衰變和裂變都不能自發(fā)發(fā)生
C.衰變能自發(fā)發(fā)生而裂變不能自發(fā)發(fā)生
D.衰變不能自發(fā)發(fā)生而裂變能自發(fā)發(fā)生

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