满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,左侧平行极板间有水平方向的匀强电场,右侧绝缘光滑圆环内有垂直纸面向外的...

如图所示,左侧平行极板间有水平方向的匀强电场,右侧绝缘光滑圆环内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,圆环的圆心为O,半径为R,现将质量为m、带电量大小为q的带正电的粒子(粒子重力忽略不计),从a点由静止经电场加速后从小入口c沿圆环直径射入磁场区域.在圆心O的正上方圆环还有一个小出口b.己知粒子和圆环的碰撞过程没有动能和电荷量损失,BRmq均为已知量.

(1)两极板间电压为U,请求出带电粒子在磁场中的运动半径r

(2)两极板间电压U可取任意值,如果带电粒子能从出口b射出,则存在一个粒子从入口c射入,从出口b射出的最短时间,求这个最短时间;

(3)两极板间电压U取某些值时,粒子不经过圆环内的阴影bOc扇形区域就能从b出口射出,求两极板间所加电压U取的可能值.

 

(1) (2 (3) 【解析】(1)粒子在电场中加速,由动能定理:qU=mv2 粒子在磁场中做错匀速圆周运动,洛仑兹力提供向心力: 由以上两式可得: (2)经分析可知:粒子与圆环碰撞一次后从出口b射出,对应的粒子在磁场中运动的时间最短,运动轨迹如图所示. 由几何关系得: 而 则最短时间 (3)设粒子在非阴影区与圆环碰撞n次后从出口b射出,每段圆弧所对圆心角θ,经分析由几何关系得: ; 由(1)问的结论及以上两式可得: ,(n=1,2,3…) 点睛:本题的靓点在于第三问:经n次碰撞或n+1次偏转后从b口射出,先求出偏转角,再由几何关系求出粒子做匀速圆周运动的半径与R的关系,从而求出粒子的速度,而速度是由加速电场加速获得,从而求出加速电压U.  
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

如图,长度x=5m的粗糙水平面PQ的左端固定一竖直挡板,右端Q处与水平传送带平滑连接,传送带以一定速率v逆时针转动,其上表面QM间距离为L=4mMN无限长,M端与传送带平滑连接.物块AB可视为质点,A的质量m=1.5kgB的质量M=5.5kg.开始A静止在P处,B静止在Q处,现给A一个向右的初速度vo=8msA运动一段时间后与B发生弹性碰撞,设AB与传送带和水平面PQMN间的动摩擦因数均为μ=0.15A与挡板的碰撞也无机械能损失.取重力加速度g=10ms2,求:

(1)AB碰撞后瞬间的速度大小;

(2)若传送带的速率为v=4ms,试判断AB能否再相遇,如果能相遇,求出相遇的位置;若不能相遇,求它们最终相距多远.

 

查看答案

利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差.

(1)除开关和导线若干外,现还提供以下器材:

A.电流表(量程:0~0.6A,内阻rA=0.2Ω)

B.电压表(0~15V)               

C.电压表(0~3V)

D.滑动变阻器(0~20Ω)           

E.滑动变阻器(0~200Ω)

实验中电压表应选用__________;滑动变阻器应选用__________。(选填相应器材前的字母)

(2)为准确测定电池的电动势和内阻,应选择的实验电路是图中的_________(选填“甲”或“乙”).

(3)根据实验记录,画出的U-I图象如图所示,可得待测电池的电动势E=___________V,内电阻r=___________Ω.

 

查看答案

为验证动能定理,某同学设计了如下实验.

将一长直木板一端垫起,另一端侧面装一速度传感器,斜面的倾角为θ,一滑块与木板之间的动摩擦因数为μ,让该滑块由静止从木板上h高处(从传感器所在平面算起)自由滑下,测出滑块通过传感器时的速度v(重力加速度为g)

(1)为验证动能定理成立,只需验证hv满足函数关系式____________________________

即可.  (gθμ表示)

(2)该实验中,用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度为d=______mm,遮光条通过光电门时,显示时间为t=0.002s,则物块通过光电门时的瞬时速度v=______m/s

(3)让滑块分别从不同高度无初速释放,测出滑块释放的初位置到光电门所在平面的的高度h1h2h3,读出滑块上遮光条每次通过光电门的时间,计算出遮光条每次通过光电门的速度v1v2v3.某同学利用测量的数据绘制出了如图丙所示的h-v2图象,并测出该图线的斜率为k,若该实验中滑块和木板之间的摩擦因数μ未知,则可求出μ=__________________(仅用gθk表示)

 

查看答案

如图所示,abcd为一边长为l的正方形导线框,导线框位于光滑水平面内,其右侧为一匀强磁场区域,磁场的边界与线框的cd边平行,磁场区域的宽度为2l,磁感应强度为B,方向竖直向下.线框在一垂直于cd边的水平恒定拉力F作用下沿水平方向向右运动,直至通过磁场区域.cd边刚进入磁场时,线框开始匀速运动,规定线框中电流沿逆时针时方向为正,则导线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中,ab两端的电压Uab及导线框中的电流icd边的位置坐标x变化的图线可能是

A.

B.

C.

D.

 

查看答案

如图所示,N为金属板,M为金属网,它们分别与电池的两极相连,各电池的电动势和极性如图所示,己知金属板的逸出功为4.8eV.现分别用不同频率的光照射金属板(各光子的能量已在图上标出),则下列说法正确的是

A. A图中无光电子射出

B. B图中光电子到达金属板时的动能大小为1.5eV

C. C图中的光电子能到达金属网

D. D图中光电子到达金属板时的最大动能为3.5eV

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.