【題目】如圖所示，M、N為加速電場(chǎng)的兩極板，M板中心有一小孔Q，其正上方有一圓心為O、半徑為的圓形區(qū)域，另有一內(nèi)徑為外徑為的同心環(huán)形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域邊界與M板相切于Q點(diǎn)，磁感應(yīng)器大小，方向垂直于紙面向里的比荷的帶正電粒子從緊鄰N板上的P點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)加速后通過小孔Q，垂直進(jìn)入環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域。P、Q、O三點(diǎn)在同一豎直線上，不計(jì)粒子重力，且不考慮粒子的相對(duì)論效應(yīng)。

（1）若加速電壓 U0＝2×104V，求粒子剛進(jìn)入環(huán)形磁場(chǎng)時(shí)的速率 v0；

（2）要使粒子能進(jìn)入中間的圓形區(qū)域，加速電壓 U 應(yīng)滿足什么條件？

【答案】（1）（2）

【解析】(1)粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程中,由動(dòng)能定理有：

解得：v0=2×106m/s.

(2)粒子剛好不進(jìn)入中間圓形區(qū)域的軌跡如圖所示，設(shè)此時(shí)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為r，

根據(jù)幾何關(guān)系有：

設(shè)粒子在環(huán)形磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，

根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得：qvB=

設(shè)對(duì)應(yīng)的加速電壓為U1，對(duì)粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程，

根據(jù)動(dòng)能定理：qU1=mv2/2，

可得：U1=5×107V

故要使粒子能進(jìn)入中間的圓形區(qū)域,加速電壓U應(yīng)滿足的條件為：U>U1=5×107V.

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】如圖所示，質(zhì)量m=3kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊A沿斜面下滑，經(jīng)O點(diǎn)以速度v0水平飛出，落在木板上瞬間，物塊水平速度不變，豎方向速度消失．飛出點(diǎn)O距離地面度h=1.8m，質(zhì)量M=3kg、長(zhǎng)為L(zhǎng)=3.6m的木板B靜止在粗糙水平面上，木板高度忽略不計(jì)，其左端距飛出點(diǎn)正下方P點(diǎn)距離為s=1.2m．木板與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.3，與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的μ2=0.1，重力加速度g取10m/s2 ． 求：

（1）小物塊水平飛出后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間小物塊落到長(zhǎng)木板上；
（2）為了保證小物塊能夠落在木板上，初速度v0的范圍；
（3）若小物塊水平速度v0=4m/s，小物塊停止運(yùn)動(dòng)時(shí)距P點(diǎn)距離是多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，是水在大氣壓強(qiáng)為1.01×105PA下的汽化熱與溫度的關(guān)系圖線，則（ ）

A.大氣壓強(qiáng)為1.01×105PA時(shí)，水的沸點(diǎn)隨溫度升高而減小
B.該圖線說明溫度越高，單位質(zhì)量的水汽化時(shí)需要的能量越小
C.由該圖線可知水蒸氣液化時(shí)，放出的熱量與溫度無關(guān)
D.該圖線在100℃以后并沒有實(shí)際意義，因?yàn)樗呀?jīng)汽化了

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某人用手將質(zhì)量為1kg的啞鈴由靜止向上提起2m，這時(shí)啞鈴的速度為4m/s（g取10m/s2），在這個(gè)過程中，下列說法不正確的是（ ）
A.啞鈴克服重力做功20J
B.合外力對(duì)啞鈴做功8J
C.手對(duì)啞鈴做功8J
D.啞鈴的機(jī)械能增加28J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于以下幾幅圖中現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是（ ）

甲 乙 丙 丁
A.甲圖中水黽停在水面而不沉，是浮力作用的結(jié)果
B.乙圖中將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴(kuò)成一個(gè)圓孔，是表面張力作用的結(jié)果
C.丙圖中毛細(xì)管中液面高于管外液面的是毛細(xì)現(xiàn)象，低于管外液面的不是毛細(xì)現(xiàn)象
D.丁圖中玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會(huì)變鈍，是一種浸潤(rùn)現(xiàn)象

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在紙面內(nèi)，一正三角形的導(dǎo) 體線框沿著垂直于磁場(chǎng)邊界的虛線勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域。已知虛線垂直于 AB 邊， 且正三角形的高為磁場(chǎng)寬度的兩倍。從 C 點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，以電流沿逆時(shí) 針方向?yàn)檎�。關(guān)于線框中感應(yīng)電流 i 隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系，下列四幅圖可能正確 的是

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法中正確的是，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小（　�。�

A.跟穿過閉合電路的磁通量有關(guān)系

B.跟穿過閉合電路的磁通量的變化大小有關(guān)系

C.跟穿過閉合電路的磁通量的變化快慢有關(guān)系

D.跟電路的電阻大小有關(guān)系

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】根據(jù)牛頓第一定律，下列說法正確的是（　　）

A.靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，一定不受任何外力作用

B.要改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，必須有外力作用

C.物體運(yùn)動(dòng)不停止是因?yàn)槭艿搅Φ淖饔?/span>

D.外力停止作用后，物體由于慣性會(huì)很快停下來

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一條足夠長(zhǎng)的淺色水平傳送帶自左向右勻速運(yùn)行．現(xiàn)將一個(gè)木炭包無初速地放在傳送帶的最左端，木炭包在傳送帶上將會(huì)留下一段黑色的徑跡．下列說法中正確的是（ ）

A.木炭包的質(zhì)量越大，徑跡的長(zhǎng)度越短
B.黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的右側(cè)
C.傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度越大，徑跡的長(zhǎng)度越短
D.木炭包與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)越大，徑跡的長(zhǎng)度越短

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