【題目】如圖，靜止于A處的離子，經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析器，從P點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左．靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻向分布的電場(chǎng)，已知圓弧所在處場(chǎng)強(qiáng)為E0，方向如圖所示；離子質(zhì)量為m、電荷量為q；QN＝2d、PN＝3d，離子重力不計(jì)．

(1)求圓弧虛線對(duì)應(yīng)的半徑R的大��；

(2)若離子恰好能打在NQ的中點(diǎn)上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的值；

(3)若撤去矩形區(qū)域QNCD內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，換為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要求離子能最終打在QN上，求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍．

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

試題（1）離子在加速電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理，有：

離子在輻向電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：

聯(lián)解得：。

（2）離子做類平拋運(yùn)動(dòng)：，

由牛頓第二定律得：

聯(lián)解得：。

（3）離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：

根據(jù)題意作出離子運(yùn)動(dòng)徑跡如圖：

由幾何關(guān)系知：

聯(lián)解得：

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】如圖所示，固定斜面PO、QO與水平面MN的夾角均為45°，現(xiàn)由A點(diǎn)分別以v1、v2先后沿水平方向拋出兩個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，不計(jì)空氣阻力，其中以v1拋出的小球恰能垂直于QO落于C點(diǎn)，飛行時(shí)間為t，以v2拋出的小球落在PO斜面上的B點(diǎn)，且B、C在同一水平面上，則（ ）

A. v1＝gt

B. v2＝gt

C. 落于B點(diǎn)的小球的水平位移為gt2

D. A點(diǎn)距O的距離為gt2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某人將一重物由靜止舉高h，并獲得速度v，下列說(shuō)法正確的是　　

A. 合外力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的增加

B. 物體克服重力做的功等于物體重力勢(shì)能的增加

C. 人對(duì)物體做的功等于物體克服重力做的功與物體獲得的動(dòng)能之和

D. 人對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的增加

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)的三個(gè)力作用，下列幾組力中，它們的合力不可能為零的是( )

A. 5N、7N、8 NB. 2N、3N、5NC. 1N、5N、10 ND. 1N、10N、10N

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)步驟中，下列做法中正確的是　　

A. 同時(shí)改變拉力F和小車質(zhì)量m的大小

B. 先保持小車質(zhì)量m不變，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，再保持F不變，研究a與m的關(guān)系，最后導(dǎo)出a與m及F的關(guān)系

C. 只改變拉力F的大小，小車質(zhì)量m的大小始終保持不變

D. 只改變小車質(zhì)量m的大小，拉力F的大小始終保持不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】質(zhì)量為5.0kg的物體，從離地面36m高處，由靜止開(kāi)始勻加速下落，經(jīng)3s落地，試求：

（1）物體下落的加速度的大��；

（2）下落過(guò)程中物體所受阻力的大�。╣取10m/s2）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】超導(dǎo)現(xiàn)象是20世紀(jì)人類重大發(fā)現(xiàn)之一，日前我國(guó)己研制出世界傳輸電流最大的高溫超導(dǎo)電纜并成功示范運(yùn)行．

（l）超導(dǎo)體在溫度特別低時(shí)電阻可以降到幾乎為零，這種性質(zhì)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究．將一個(gè)閉合超導(dǎo)金屬圈環(huán)水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線垂直于圈環(huán)平面向上，逐漸降低溫度使環(huán)發(fā)生由正常態(tài)到超導(dǎo)態(tài)的轉(zhuǎn)變后突然撤去磁場(chǎng)，若此后環(huán)中的電流不隨時(shí)間變化．則表明其電阻為零．請(qǐng)指出自上往下看環(huán)中電流方向，并說(shuō)明理由．

（2）為探究該圓環(huán)在超導(dǎo)狀態(tài)的電阻率上限ρ，研究人員測(cè)得撤去磁場(chǎng)后環(huán)中電流為I，并經(jīng)一年以上的時(shí)間t未檢測(cè)出電流變化．實(shí)際上儀器只能檢測(cè)出大于△I的電流變化，其中△I＜＜I，當(dāng)電流的變化小于△I時(shí)，儀器檢測(cè)不出電流的變化，研究人員便認(rèn)為電流沒(méi)有變化．設(shè)環(huán)的橫截面積為S，環(huán)中定向移動(dòng)電子的平均速率為v，電子質(zhì)量為m、電荷量為e．試用上述給出的各物理量，推導(dǎo)出ρ的表達(dá)式．

（3）若仍使用上述測(cè)量?jī)x器，實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間依舊為t．為使實(shí)驗(yàn)獲得的該圓環(huán)在超導(dǎo)狀態(tài)的電阻率上限ρ的準(zhǔn)確程度更高，請(qǐng)?zhí)岢瞿愕慕ㄗh，并簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)現(xiàn)方法．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖是小型電動(dòng)打夯機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)質(zhì)量為m＝50 kg的重錘(重錘可視為質(zhì)點(diǎn))繞轉(zhuǎn)軸O勻速運(yùn)動(dòng)，重錘轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為R＝0.5 m．電動(dòng)機(jī)連同打夯機(jī)底座的質(zhì)量為M＝25 kg，重錘和轉(zhuǎn)軸O之間連接桿的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，重力加速度g取10 m/s2.求：

(1)重錘轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多大時(shí)，才能使打夯機(jī)底座剛好離開(kāi)地面？

(2)若重錘以上述的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)打夯機(jī)的重錘通過(guò)最低位置時(shí)，打夯機(jī)對(duì)地面的壓力為多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組組裝了一套如圖甲所示的裝置,拉力傳感器固定在小車上,一端與細(xì)繩相連,用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶與小車尾部相連接,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T,實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:

甲

（1）平衡小車所受的阻力:不掛鉤碼,調(diào)整木板右端的高度,用手輕推小車,直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列__________的點(diǎn)。

（2）測(cè)量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量m,按圖組裝好儀器,并連接好所需電路,將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,先接通拉力傳感器和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,然后_________,打出一條紙帶,關(guān)閉電源。

（3）在打出的紙帶中選擇一條比較理想的紙帶如圖乙所示,在紙帶上按打點(diǎn)先后順序依次取O、A、B、C、D、E等多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)間的距離分別用hA、hB、hC、hD、hE、…表示,則小車和拉力傳感器在計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式為________,若拉力傳感器的讀數(shù)為F,計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)到打下D點(diǎn)過(guò)程中,細(xì)繩拉力對(duì)小車所做功的表達(dá)式為_______。

乙

(4)某同學(xué)以A點(diǎn)為起始點(diǎn),以A點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)動(dòng)能的增量ΔEk為縱坐標(biāo),以A點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)拉力對(duì)小車所做的功W為橫坐標(biāo),得到一條過(guò)原點(diǎn)的傾角為45°的直線,由此可以得到的結(jié)論是______________。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案