【題目】如圖所示,AB兩水平放置的金屬板板間電壓為U(U的大小、板間的場強(qiáng)方向均可調(diào)節(jié)),在靠近A板的S點(diǎn)處有一粒子源能釋放初速度為零的不同種帶電粒子,這些粒子經(jīng)AB板間的電場加速后從B板上的小孔豎直向上飛出,進(jìn)入豎直放置的C、D板間,C、D板間存在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,勻強(qiáng)電場的方向水平向右,大小為E,勻強(qiáng)磁場的方向水平向里,大小為B1。其中一些粒子能沿圖中虛線做直線運(yùn)動到達(dá)上方豎直圓上的a點(diǎn),圓內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2、方向水平向里的勻強(qiáng)磁場。其中Sa、圓心O點(diǎn)在同一豎直線上。不計(jì)粒子的重力和粒子之間的作用力。求:

(1)能到達(dá)a點(diǎn)的粒子速度v的大。

(2)e、f兩粒子帶不同種電荷,它們的比荷之比為13,都能到達(dá)a點(diǎn),則對應(yīng)AB兩金屬板間的加速電壓U1U2的絕對值大小為多大;

(3)在滿足(2)中的條件下,若e粒子的比荷為k,e、f兩粒子在磁場圓中射出的兩位置恰好在圓形磁場的同一條直徑上,則兩粒子在磁場圓中運(yùn)動的時(shí)間差△t為多少?

【答案】1;(2;(3

【解析】

解:(1)能達(dá)到a點(diǎn)的粒子速度設(shè)為v,說明在CD板間做勻速直線運(yùn)動,有:

解得:

(2)由題意得e、f兩粒子經(jīng)A、B板間的電壓加速后,速度都應(yīng)該為v,根據(jù)動能定理得:

它們的比荷之比:

得出:

(3)設(shè)磁場圓的半徑為Re、f粒子進(jìn)入磁場圓做圓周運(yùn)動

e粒子:

f粒子:

解得:

ef兩粒子在磁場圓中射出的兩位置恰好在同一條直徑上,說明兩粒子的偏轉(zhuǎn)角之和為, ef兩粒子的軌跡圖如圖所示,由幾何關(guān)系有:

聯(lián)立解得:,

e、f兩粒子進(jìn)入磁場圓做勻速圓周運(yùn)動的周期滿足:

在磁場中運(yùn)動的時(shí)間:

兩粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間差為:

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】如圖所示,豎直虛線左側(cè)有豎直向上的勻強(qiáng)電場,右側(cè)有水平向左的勻強(qiáng)電場,兩電場的電場強(qiáng)度大小均為E=2×1 02v/m,右側(cè)電場中有一斜面,斜面的傾角,虛線左側(cè)還有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,一帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面由上的A點(diǎn)由靜止釋放,沿斜面向下運(yùn)動,從斜面的底端(虛線上的C點(diǎn))進(jìn)入虛線左側(cè)正交的電場和磁場中,結(jié)果小球恰好能做勻速圓周運(yùn)動,并從虛線上的D點(diǎn)進(jìn)入虛線右側(cè)的電場,小球的電荷量為q=lxl0-6C,C、D兩點(diǎn)間的距離為A、C兩點(diǎn)的高度差h=l0cmg=l0m/s2,斜面的上端足夠長。

(1)求小球運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)的速度大小。

(2)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B。

(3)試分析小球從D點(diǎn)進(jìn)入虛線右側(cè)的電場后,能不能打在斜面上?如果能,求小球從D點(diǎn)打到斜面上所用的時(shí)間;如果不能,則小球在電場中運(yùn)動多長時(shí)間恰好進(jìn)入虛線左側(cè)正交的電場和磁場中?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,冰雪游樂場滑道B點(diǎn)的左側(cè)水平粗糙,右側(cè)是光滑的曲面,左右兩側(cè)平滑連接。質(zhì)量m=30kg的小孩從滑道頂端A點(diǎn)靜止開始下滑,經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)被靜止的質(zhì)量為M=60kg的家長抱住,一起滑行到C點(diǎn)停下(C點(diǎn)未畫出)。已知A點(diǎn)高度h=5m,人與水平滑道間的動摩擦因數(shù)μ=02,g10m/s2,求;

(1)小孩剛到B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB;

(2)B、C間的距離s。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,斜面c上放有兩個(gè)完全相同的物體a、b,兩物體間用一根細(xì)線連接,在細(xì)線的中點(diǎn)加一與斜面垂直的拉力F,使兩物體及斜面均處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是  

A. c受到地面的摩擦力向左

B. a、b兩物體的受力個(gè)數(shù)一定相同

C. a、b兩物體對斜面的壓力相同

D. 當(dāng)逐漸增大拉力F時(shí),物體b受到斜面的摩擦力一定逐漸增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,三根長直導(dǎo)線平行固定在空間中,其截面構(gòu)成等邊三角形。若僅在a、b中通入大小均為I的電流,方向如圖所示,此時(shí)a受到的磁場力大小為F。然后又在c中通入如圖所示方向的電流,a受到的磁場力大小仍為F,此時(shí)下列說法中正確的是

A. b受到的磁場力大小為F

B. b受到的磁場力的方向平行于ac的連線

C. ac連線中點(diǎn)d的磁場方向垂直于ac指向b

D. c中的電流強(qiáng)度為2I

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是  

A. 某放射性元素經(jīng)過天有的原子核發(fā)生了衰變,該元素的半衰期為

B. 電子的發(fā)現(xiàn)說明原子是可分的,天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

C. 一群氫原子從的激發(fā)態(tài)向較低能級躍遷,最多可放出兩種頻率的光子

D. 已知能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率為,則當(dāng)頻率為的單色光照射該金屬時(shí),光電子的最大初動能為

E. 是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為+q的圓環(huán),可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動,細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,F(xiàn)給圓環(huán)一個(gè)水平向右的初速度v0,在以后的運(yùn)動中下列說法正確的是 ( )

A. 圓環(huán)可能做勻減速運(yùn)動

B. 圓環(huán)可能做勻速直線運(yùn)動

C. 圓環(huán)克服摩擦力所做的功一定為

D. 圓環(huán)克服摩擦力所做的功可能為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在北京某地有一間房子坐北朝南,門口朝向正南,門扇四周是鋁合金邊框,中間是絕緣體玻璃,則下列說法正確的是

A. 房子所在位置地磁場的磁感線由南指向北,與水平面平行

B. 無論開門還是關(guān)門的過程中,穿過門扇的磁通量是不變的

C. 某人站在室內(nèi)面向正南推開門過程,對這個(gè)人來說,鋁合金邊框中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針

D. 某人站在室內(nèi)面向正南關(guān)上門過程,對這個(gè)人來說,鋁合金邊框中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為的固定斜面上放置一長方體木箱,木箱中有垂直于箱底的光滑直桿,木箱和直桿的總質(zhì)量為,一質(zhì)量為m的鐵環(huán)從直桿的上端由靜止開始下滑,在鐵環(huán)下滑的過程中木箱始終保持靜止,則在鐵環(huán)到達(dá)箱底之前  

A. 木箱對斜面的壓力大小為

B. 木箱對斜面的壓力大小為

C. 斜面對木箱的摩擦力大小為

D. 斜面對木箱的摩擦力大小為

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