【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 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，電容器的上極板帶正電．為了使該極板仍帶正電且電量增大，下列辦法中可采用的是：

A. 增大，其他電阻不變 B. 增大，其他電阻不變

C. 增大，其他電阻不變 D. 增大，其他電阻不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一個(gè)阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路。線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示。圖線與縱、橫軸的截距分別為B0和t0，導(dǎo)線的電阻不計(jì)。則0至t1時(shí)間內(nèi) (　　)

A. 電流的方向?yàn)橛?/span>a到b B. 電流的大小為

C. 通過電阻R1的電量為 D. 電阻R1上產(chǎn)生的熱量為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),預(yù)計(jì)2020年左右,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力,如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖,己知a、b、c三顆衛(wèi)星均做勻速圓周運(yùn)動(dòng),a是地球同步衛(wèi)星,則（ ）

A. 衛(wèi)星b的周期大于24h

B. 衛(wèi)星b的周期小于c的周期

C. 衛(wèi)星a的加速度小于b的加速度

D. 衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示,某同學(xué)利用光電計(jì)十時(shí)器等器材做“測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>”的實(shí)驗(yàn).直徑為d、質(zhì)量為m的金屬球從A處?kù)o止釋放,下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門,測(cè)得A、B間的距離為H(H>d),光電計(jì)時(shí)器記錄下鋼球通過光電門的時(shí)間△t

(1)如圖乙所示,用游標(biāo)卡尺測(cè)得金屬球的直徑d=______mm.

(2)某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得A、B間距離為H0,金屬球通過光電門的時(shí)間為△t,則當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g=_______(用字母△t、H0、d表示)

(3)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)出的g值存在誤差,認(rèn)為可能原因之一是金屬球通過光電門的平均速度________(選填“大于”或“小于”)金屬球球心通過光電門的瞬時(shí)速度,你認(rèn)為通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)____________(選填“能”或“不能”)改變上述關(guān)系

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】設(shè)行星的質(zhì)量為m，太陽(yáng)的質(zhì)量為M，行星到太陽(yáng)的距離為r。牛頓在研究太陽(yáng)與行星間的引力過程中（ ）

A. 先得出的行星對(duì)太陽(yáng)的引力，再得出太陽(yáng)對(duì)行星的引力

B. 先得出的行星對(duì)太陽(yáng)的引力，再得出太陽(yáng)對(duì)行星的引力

C. 先得出的太陽(yáng)對(duì)行星的引力，再得出行星對(duì)太陽(yáng)的引力

D. 先得出的太陽(yáng)對(duì)行星的引力，再得出行星對(duì)太陽(yáng)的引力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)矩形區(qū)域I和II內(nèi)均有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為E和2E，兩區(qū)域的高度分別為d和1.5d，長(zhǎng)度均為3d。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（不計(jì)重力）以某一水平速度從區(qū)域I左邊界最上端A點(diǎn)射入電場(chǎng)，從區(qū)域II右邊界最下端B點(diǎn)飛出電場(chǎng)，求：

（1）粒子在區(qū)域I中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；

（2）粒子從B點(diǎn)飛出電場(chǎng)時(shí)的速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，R0為定值電阻，電容器的電容為C．閉合開關(guān)S，增大可變電阻R的阻值，電壓表示數(shù)的變化量為△U，電流表示數(shù)的變化量為△I，則（ ）

A．電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的比值不變

B．變化過程中△U和△I的比值保持不變

C．電阻R0兩端電壓減小，減小量為△U

D．電容器的帶電量減小，減小量為C△U

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）紙帶將被釋放瞬間的四種情景如照片所示，其中操作最規(guī)范的是______。

A． B． C．D．

（2）已知所接交流電頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g=9.8m/s2，重錘質(zhì)量為0.5kg，從所打紙帶中選擇一條合適的紙帶，此紙帶第1、2計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離應(yīng)接近______mm。紙帶連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)A、B、C、D至第1點(diǎn)O的距離如圖所示，則重錘從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能減少______J。重錘經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度為______m/s，其動(dòng)能增加______J。（保留三位有效數(shù)字）

（3）若計(jì)時(shí)點(diǎn)E（計(jì)時(shí)點(diǎn)D后第一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)）至第1點(diǎn)O的距離為70.1cm，則重錘下落的加速度為______m/s2。（保留一位小數(shù)）

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