【題目】利用電場與磁場控制帶電粒子的運動，在現(xiàn)代科學實驗和技術設備中有著廣泛的應用。如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場，在磁場左側(cè)有一寬度為0.5R的區(qū)域，其上邊界與水平半徑MO共線，該區(qū)域內(nèi)有水平向右、速度大小范圍為0~v0的粒子不斷射人，粒子帶電量均為+q，質(zhì)量均為m。在沿半徑MO入射的粒子中，速度大小為v0的粒子恰好從O點正下方的N點離開磁場。不計粒子重力及粒子間相互作用力，求：

(1)勻強磁場磁感應強度B的大��；

(2)圓形磁場中，有粒子通過區(qū)域的面積S；

(3)在圓形磁場正下方有一長度為2R的水平擋板CD，中心小孔與N點重合，右側(cè)是長度也為2R的豎直熒光屏PQ，其上端點P與擋板右端點D重合。CD下方空間加有水平向右的勻強電場，恰使所有通過小孔N的粒子均能打在熒光屏PQ上。求電場強度大小E及熒光屏上有粒子打到的長度L。

【答案】(1)；(2)；(3)；

【解析】

(1)沿MO方向入射且速度大小為的粒子恰好從O點正下方N離開磁場，則：

，

解得

(2)速度為的粒子在圓形磁場中運動的時候

解得

有粒子通過區(qū)域的面積如陰影部分所示，易得圖中圓心角分別為60°、120°。

解得

(3)若豎直向下射出圓形磁場的粒子也能達到熒光屏，則所有粒子均能到達

，，

聯(lián)立解得

只有初速度為的粒子才能通過小孔O，速度方向分別在豎直向下與斜向右下方之間，設其與豎直方向夾角為，由幾何關系可得：

解得

斜向右下方與豎直方向夾角為30°出射的粒子到達熒光屏最上方

，，

解得

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某學校實驗小組進行實驗練習。甲同學將質(zhì)量為4kg、長度為1m的木板A靜置在光滑水平面上，如圖甲所示，取質(zhì)量為2kg的物塊B（可視為質(zhì)點）輕放在木板A的一端，當給物塊B施加6N的瞬時水平?jīng)_量后，經(jīng)過木板A和物塊B達到共同速度。乙同學將整套裝置放在傾角θ=的足夠長光滑斜面上，斜面上有一擋板P，如圖乙所示，木板或者物塊與擋板P碰撞后都會等速率反彈，碰后擋板P也隨即脫落失去作用�，F(xiàn)在乙同學將木板A與物塊B（在木板A的最上端）同時由靜止釋放，釋放時測量木板前端與擋板相距為。取重力加速度g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8.求

(1)甲同學實驗時，木板A與物塊B在共同運動時的速度大小和A、B間的動摩擦因數(shù)；

(2)乙同學實驗時，木板A碰擋板P時的速度大��；

(3)乙同學實驗時，從木板A碰上擋板到物塊B從木板底端滑落所經(jīng)歷的時間（第(3)問結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學在探究“力的合成的平行四邊形法則”的實驗中，利用圖釘、平板、橡皮條、彈簧秤及鉛筆刻度尺進行有關實驗。

(1)圖中B測力計的示數(shù)為__________N。（本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N）

(2)在做實驗時，橡皮條的一端固定在木板上，另一端系上兩根帶繩套的細繩。實驗中需用兩個彈簧測力計分別勾住繩套把橡皮條的一端拉到某一確定的O點，則下列說法中正確的是（______）

A．兩根細繩必須等長

B．同一次實驗中，O點位置不允許變動

C．實驗中，把橡皮條的另一端拉到O點時，兩個彈簧測力計之間的夾角必須取90°

D．本實驗采用的科學方法是等效替代法

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一充電后與電源斷開的平行板電容器的兩極板水平放置，板長為L，板間距離為d，距板右端L處有一豎直屏M。一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的質(zhì)點以初速度v0沿中線射入兩板間，最后垂直打在M上，已知重力加速度為g，下列結(jié)論正確的是（　 �。�

A.兩極板間電場強度大小為

B.兩極板間電壓為

C.整個過程中質(zhì)點的重力勢能增加

D.若僅增大兩極板間距，該質(zhì)點仍能垂直打在M上

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用甲、乙兩種單色光照射同一金屬做光電效應實驗，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關系如圖所示.已知普朗克常量為h，被照射金屬的逸出功為W0，遏止電壓為Uc，電子的電荷量為e，則下列說法正確的是

A. 甲光的強度大于乙光的強度

B. 甲光的頻率大于乙光的頻率

C. 甲光照射時產(chǎn)生的光電子的初動能均為eUc

D. 乙光的頻率為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根正對的平行金屬直軌道MN、M′N′位于同一水平面上，兩軌道之間的距離l＝0.50 m．軌道的MM′端接一阻值為R＝0.50 Ω的定值電阻，直軌道的右端處于豎直向下、磁感應強度大小為B＝0.60 T的勻強磁場中，磁場區(qū)域右邊界為NN′、寬度d＝0.80 m；水平軌道的最右端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道NP、N′P′平滑連接，兩半圓形軌道的半徑均為R0＝0.50 m�，F(xiàn)有一導體桿ab靜止在距磁場的左邊界s＝2.0 m處，其質(zhì)量m＝0.20 kg、電阻r＝0.10 Ω.ab桿在與桿垂直的、大小為2.0 N的水平恒力F的作用下開始運動，當運動至磁場的左邊界時撤去F，桿穿過磁場區(qū)域后，沿半圓形軌道運動，結(jié)果恰好能通過半圓形軌道的最高位置PP′；已知桿始終與軌道垂直，桿與直軌道之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.10，軌道電阻忽略不計，取g＝10 m/s2.求：

(1)導體桿剛進入磁場時，通過導體桿的電流的大小和方向；

(2)在導體桿穿過磁場的過程中，通過電阻R的電荷量；

(3)在導體桿穿過磁場的過程中，整個電路產(chǎn)生的焦耳熱．

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【題目】如圖所示，在粗糙的水平地面上放著一左側(cè)截面是半圓的柱狀物體B，在B與豎直墻之間放置一光滑小球A，整個裝置處于靜止狀態(tài)�，F(xiàn)用水平力F拉動B緩慢向右移動一小段距離后，它們?nèi)蕴幱陟o止狀態(tài)，在此過程中，下列判斷正確的是（ ）

A. 小球A對物體B的壓力逐漸增大

B. 小球A對物體B的壓力逐漸減小

C. 墻面對小球A的支持力逐漸減小

D. 墻面對小球A的支持力先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲為某圖書館平移式單扇感應門，門框的上沿中央安裝有傳感器，圖乙為感應門的俯視圖，O為傳感器位置，半徑為L的虛線圓是傳感器的感應范圍，當人或物進入感應范圍內(nèi)時門開啟，向左平移。門開啟時先以加速度a0勻加速到最大速度后立即以等大的加速度勻減速，門完全開啟時的速度剛好為零，移動的最大距離為門的寬度。已知玻璃門的寬度為d，不計門的厚度及傳感器的大小。

(1)求門完全開啟所需要的時間；

(2)某同學沿門框中垂線OO′勻速走向感應門，到達門框時門移動了的距離，則人的速度v大小為多少？

(3)某老師運書時推著寬度為的小車仍以速度v走向感應門，運動中小車中心始終沿門框中垂線OO′（如圖丙所示），為使小車能安全通過感應門，感應門的最小加速度應調(diào)整為多大？（仍保證門開啟時先勻加速運動達到最大速度后立即以等大的加速度勻減速運動，每扇門完全開啟時的速度剛好為零）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（20分）一長木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊，在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5m，如圖（a）所示。時刻開始，小物塊與木板一起以共同速度向右運動，直至時木板與墻壁碰撞（碰撞時間極短）。碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運動過程中小物塊始終未離開木板。已知碰撞后1s時間內(nèi)小物塊的圖線如圖（b）所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求

（1）木板與地面間的動摩擦因數(shù)及小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)；

（2）木板的最小長度；

（3）木板右端離墻壁的最終距離。

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