【題目】如圖，xOy平面的第二象限內(nèi)有平行y軸放置的金屬板A、B，板間電壓為U；第一、三、四象限內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；ON為處于y軸上的彈性絕緣擋板，ON長(zhǎng)h=3m；M為x軸負(fù)方向上一點(diǎn)，OM長(zhǎng)L=1m。現(xiàn)有一比荷為

C/kg，重力不計(jì)的帶正電粒子從A板靜止釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速后從B板小孔處射出，恰好從擋板上端N點(diǎn)處平行x軸方向垂直射入磁場(chǎng)。

(1)若粒子不與擋板碰撞直接打到M點(diǎn)，則U為多大？

(2)若粒子與擋板相碰后均能以原速率彈回，且碰撞時(shí)間不計(jì)、碰撞前后電量不變，粒子最后都能經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為多少？(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

【答案】(1) (2)

【解析】(1)粒子由A到B,由動(dòng)能定理得 ①

粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得 ②

由幾何關(guān)系得 ③

由③式得 ④

由①②④式得

(2)因粒子速度方向與擋板垂直，圓心必在擋板上.

設(shè)小球與擋板碰撞n次，則 ⑤

由題意得 ⑥

由⑤⑥式得，只能發(fā)生一次碰撞.

由幾何關(guān)系得 ⑦

由⑦式得：

由、分別作出圖2和圖3運(yùn)動(dòng)軌跡.

比較兩圖可知當(dāng)時(shí)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng).

由圖3得

粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為 ⑧

粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)最長(zhǎng)時(shí)間為

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】我國(guó)于2017年11月發(fā)射“嫦娥五號(hào)”探月衛(wèi)星,計(jì)劃執(zhí)行月面取樣返回任務(wù)。“嫦娥五號(hào)”從月球返回地球的過(guò)程可以簡(jiǎn)單分成四步,如圖所示第一步將“嫦娥五號(hào)”發(fā)射至月球表面附近的環(huán)月圓軌道Ⅰ,第二步在環(huán)月軌道的A處進(jìn)行變軌進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ,第三步當(dāng)接近地球表面附近時(shí),又一次變軌,從B點(diǎn)進(jìn)入繞地圓軌道Ⅲ,第四步再次變軌道后降落至地面,下列說(shuō)法正確的是

A. 將“嫦娥五號(hào)”發(fā)射至軌道Ⅰ時(shí)所需的發(fā)射速度為7. 9km/s

B. “嫦娥五號(hào)”從環(huán)月軌道Ⅰ進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ需要加速

C. “嫦娥五號(hào)”從A沿月地轉(zhuǎn)移軌Ⅱ到達(dá)B點(diǎn)的過(guò)程中其動(dòng)能一直增加

D. “嫦娥五號(hào)”在第四步變軌時(shí)需要加速

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，導(dǎo)熱性能極好的氣缸，高為L=l.0m，開(kāi)口向上固定在水平面上，氣缸中有橫截面積為S=100cm2、質(zhì)量為m=20kg的光滑活塞，活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)．當(dāng)外界溫度為t=27℃、大氣壓為P0=l.0×l05Pa時(shí)，氣柱高度為l=0.80m，氣缸和活塞的厚度均可忽略不計(jì)，取g=10m/s2，求：

①如果氣體溫度保持不變，將活塞緩慢拉至氣缸頂端．在頂端處，豎直拉力F有多大？

②如果僅因?yàn)榄h(huán)境溫度緩慢升高導(dǎo)致活塞上升，當(dāng)活塞上升到氣缸頂端時(shí)，環(huán)境溫度為多少攝氏度？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法正確的是：_________(填正確答案標(biāo)號(hào)。)

A.光纖通信和醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理

B.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變寬

C.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度

D.光從水中射入玻璃中折射角小于入射角，則光在玻璃中傳播速度一定大于在水中的傳播速度

E.利用紅外攝影可以不受天氣(陰雨、大霧等)的影響，因?yàn)榧t外線比可見(jiàn)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，更容易繞過(guò)障礙物

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的裝置中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，定值電阻為R1，滑動(dòng)變阻器總值為R2，置于真空中的平行板電容器水平放置，極板間距為d．處在電容器中的油滴A恰好靜止不動(dòng)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于中點(diǎn)位置．

（1）求此時(shí)電容器兩極板間的電壓；

（2）求該油滴的電性以及油滴所帶電荷量q與質(zhì)量m的比值；

（3）現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑片P由中點(diǎn)迅速向上滑到某位置，使電容器上的電荷量變化了Q1，油滴運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，再將滑片從該位置迅速向下滑動(dòng)到另一位置，使電容器上的電荷量又變化了Q2，當(dāng)油滴又運(yùn)動(dòng)了2t的時(shí)間，恰好回到原來(lái)的靜止位置．設(shè)油滴在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未與極板接觸，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)所用時(shí)間與電容器充電、放電所用時(shí)間均忽略不計(jì)．求：Q1與Q2的比值．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)在27℃的室內(nèi)對(duì)籃球充氣，已知籃球球內(nèi)空間的體積為10L，充氣前的氣壓為0.9atm，充氣筒每次充入0.2L、壓強(qiáng)為1atm的氣體，忽略籃球體積變化及充氣過(guò)程中氣體溫度的變化，充氣后球內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大至2atm。

(ⅰ)充氣多少次可以讓球內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大至2atm；

(ⅱ)若室外溫度為7℃，將上述充好氣的籃球拿到室外，經(jīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間后球內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)槎嗌伲?/span>(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)的圓弧形光滑管道半徑略大于小球半徑，管道中心到圓心距離為R，A點(diǎn)與圓心O等高，AD為水平面，B點(diǎn)在O的正下方，小球自A點(diǎn)正上方由靜止釋放，自由下落至A點(diǎn)時(shí)進(jìn)入管道，當(dāng)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，管壁對(duì)小球的彈力大小為小球重力大小的9倍，求：

(1)釋放點(diǎn)距A點(diǎn)的豎直高度；

(2)落點(diǎn)C與A的水平距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑細(xì)管ABC，AB內(nèi)有一壓縮的輕質(zhì)彈簧，上方有一質(zhì)量m1=0.01kg的小球1；BC是半徑R=1m的四分之一圓弧細(xì)管，管口C的切線水平，并與長(zhǎng)度L=1m的粗糙直軌道CD平滑相接，小球與CD的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.3�，F(xiàn)將彈簧插銷K拔出，球1從管口C水平射出，通過(guò)軌道CD后與球2發(fā)生彈性正碰。碰后，球2立即水平飛出，落在E點(diǎn)。球1剛返回管口C時(shí)恰好對(duì)管道無(wú)作用力，若球1最后也落在E點(diǎn)。（球1和球2可視為質(zhì)點(diǎn)，g=10m/s2）求：

（1）碰后球1的速度、球2的速度

（2）球2的質(zhì)量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一只貓?jiān)谧肋吤偷貙⒆烂鎻聂~(yú)缸下拉出，魚(yú)缸最終沒(méi)有滑出桌面。若魚(yú)缸、桌布、桌面兩兩之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等，則在上述過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是：（ ）

A. 貓用力越大，對(duì)魚(yú)缸做功越多

B. 魚(yú)缸在桌布上的滑動(dòng)時(shí)間和在桌面上的相等

C. 若貓減少拉力，魚(yú)缸受到桌布的摩擦力將減小

D. 若貓?jiān)龃罄�，魚(yú)缸有可能滑出桌面

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