【題目】如圖甲，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)（包括圓邊界）有方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓形區(qū)域右側(cè)放置兩塊水平正對(duì)的金屬板a和b，兩金屬板的中心線(xiàn)O1O2與圓形區(qū)域的圓心O在同一水平線(xiàn)上。在圓上P點(diǎn)有一電子源，P點(diǎn)位于O點(diǎn)正下方，電子源在紙面內(nèi)向圓形區(qū)域各個(gè)方向均勻發(fā)射速率均為v0的電子；其中沿PO方向射入磁場(chǎng)的電子在t=0時(shí)刻沿兩板中心線(xiàn)O1O2射入兩板間，同時(shí)在兩板間加上如圖乙所示的交變電壓，電子最后恰好從a板的右邊緣平行極板射出。金屬板板長(zhǎng)和板間距都等于2R，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，忽略電子的重力和相互間的作用力。

(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；

(2)求交變電壓U0大小應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系；

(3)若在兩板間改加上的恒定電壓，電子源發(fā)射一定數(shù)量的電子后停止發(fā)射，求打在下極板板長(zhǎng)中點(diǎn)兩側(cè)的電子數(shù)之比。

【答案】(1)；(2)（n=1、2、3……）；(3)

【解析】

(1)設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，則有

解得

(2)設(shè)電子在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則有

，（n=1、2、3……）

，（n=1、2、3……）

解得

，（n=1、2、3……）

(3)水平向左射出的電子沿圓邊界從上極板a的左邊緣平行板射入板間，設(shè)電子在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，偏轉(zhuǎn)距離為，有

解得

所以從電子源P射出的電子全部都能達(dá)到下極板b上；設(shè)從電子源P射出的速度方向與水平方向夾角為θ的電子剛好打到下極板正中央，電子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)距離為，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，電子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，由幾何關(guān)系得

所以打在下極板b左、右板長(zhǎng)上的電子數(shù)之比為

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】2019年4月10日，“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目正式公布了人類(lèi)歷史上第一張黑洞照片。黑洞是一種密度極大，引力極大的天體，以至于光都無(wú)法逃逸（光速為c），所以稱(chēng)為黑洞。已知某星球的質(zhì)量為m，半徑為R，引力常量為G，則該星球的逃逸速度公式為，如果天文學(xué)家觀測(cè)到距離某黑洞r的天體以速度v繞該黑洞做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于該黑洞下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.該黑洞質(zhì)量為

B.該黑洞質(zhì)量為

C.該黑洞的最小半徑為

D.該黑洞的最大半徑為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，空間存在一個(gè)半徑為R0的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一粒子源置于圓心，在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向以相同速率發(fā)射大量粒子，所有粒子剛好都不離開(kāi)磁場(chǎng)。已知粒子的質(zhì)量為m、電荷量為+q，不考慮粒子之間的相互作用：

(1)求帶電粒子的速率v；

(2)若粒子源可置于磁場(chǎng)中任意位置，且磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?/span>，求粒子在磁場(chǎng)中最長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；

(3)若原磁場(chǎng)不變，再疊加另一個(gè)半徑為R1（R1＞R0）圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖乙所示，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，方向垂直于紙面向外，兩磁場(chǎng)區(qū)域成同心圓，此時(shí)從圓心處的粒子源出發(fā)的粒子都能回到圓心，求R1的最小值和粒子運(yùn)動(dòng)的周期T。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】拔罐是中醫(yī)傳統(tǒng)養(yǎng)生療法之一，以罐為工具，將點(diǎn)燃的紙片放入一個(gè)小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時(shí)，迅速將火罐開(kāi)口端緊壓在皮膚上，火罐就會(huì)緊緊地“吸”在皮膚上，造成局部瘀血，以達(dá)到通經(jīng)活絡(luò)、祛風(fēng)散寒等作用的療法封閉氣體質(zhì)量變化不計(jì)，可以看作理想氣體�；鸸蕖拔钡狡つw上之后，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.火罐內(nèi)的氣體內(nèi)能增大

B.火罐內(nèi)的氣體溫度降低壓強(qiáng)減小

C.火罐內(nèi)的氣體溫度降低壓強(qiáng)不變

D.火罐內(nèi)的氣體單位體積分子數(shù)增大，壓強(qiáng)不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小鳴同學(xué)組裝了一套實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，拉力傳感器豎直固定，一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)上端固定在傳感器的掛鉤上，下端系著小鋼球，鋼球底部固定有遮光片，拉力傳感器正下方安裝有光電門(mén)，鋼球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)遮光片恰能通過(guò)光電門(mén)。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>g。小鳴進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)步驟：

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光片寬度d，如圖乙所示，讀數(shù)___________mm；

(2)拉起鋼球使細(xì)線(xiàn)與豎直方向成不同的角度，鋼球由靜止釋放后均在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，記錄遮光片每次通過(guò)光電門(mén)的遮光時(shí)間和對(duì)應(yīng)的拉力傳感器示數(shù)F；根據(jù)記錄數(shù)據(jù)描繪出如圖丙所示的圖象，a是已知量。通過(guò)圖丙中的信息可以求哪個(gè)物理量？___________；該物理量的表達(dá)式為___________（用題目中所給符號(hào)表示）。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌PQ、MN分別由一段圓弧和水平部分組成，水平部分固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌間距為L、M、P間接有阻值為R的定值電阻，導(dǎo)軌水平部分在CD、EF間有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，GH右側(cè)有垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)II，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，金屬棒b垂直導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌的EF、GH之間，金屬棒a在圓弧導(dǎo)軌上離水平面高h處由靜止釋放，金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌接觸良好并與導(dǎo)軌垂直，兩金屬棒接入電路的電阻均為R，質(zhì)量均為m，CD、EF間的距離為2h，重力加速度為g，金屬棒a與b碰撞后粘在一起，最后金屬棒a、b停在磁場(chǎng)II區(qū)域內(nèi)，求：

(1)金屬棒a通過(guò)磁場(chǎng)I的過(guò)程中，通過(guò)定值電阻的電量；

(2)金屬棒a離開(kāi)磁場(chǎng)I時(shí)的速度大��；

(3)金屬棒a、b一起在磁場(chǎng)II中運(yùn)動(dòng)的距離x。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2013年6月20日上午10：04至10：55“神舟10號(hào)”飛船上的航天員王亞平在聶海勝、張曉光的配合下，完成了我國(guó)首次太空授課任務(wù)．已知在整個(gè)授課的過(guò)程中，“神舟10號(hào)”飛船繞地球運(yùn)行約半周，那么飛船與同步通訊衛(wèi)星在軌道上正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相比，飛船（ ）

A. 運(yùn)轉(zhuǎn)的周期較大 B. 運(yùn)轉(zhuǎn)的速率較大

C. 運(yùn)轉(zhuǎn)的向心加速度較小 D. 離地面的高度較大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電梯的頂部掛一個(gè)彈簧秤，秤下端掛了一個(gè)重物，電梯勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為10N，在某時(shí)刻電梯中的人觀察到彈簧秤的示數(shù)變?yōu)?/span>6N，關(guān)于電梯的運(yùn)動(dòng)（如圖所示），以下說(shuō)法正確的是（g取10m/s2）（　�。�

A.電梯可能向上加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為4m/s2

B.電梯可能向下加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為4m/s2

C.電梯可能向上減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為4m/s2

D.電梯可能向下減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為4m/s2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（10分）如圖，一固定的豎直氣缸有一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞，已知大活塞的質(zhì)量為，橫截面積為，小活塞的質(zhì)量為，橫截面積為；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為，氣缸外大氣壓強(qiáng)為，溫度為。初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為，現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略?xún)苫钊c氣缸壁之間的摩擦，重力加速度取，求

（i）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；

（ii）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案