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“太空粒子探测器”是由加速装置、偏转装置和收集装置三部分组成的,其原理可简化如下...

“太空粒子探测器”是由加速装置、偏转装置和收集装置三部分组成的,其原理可简化如下:如图所示,辐射状的加速电场区域边界为两个同心圆,圆心为O,外圆的半径R1=l m,电势=25 V,内圆的半径R2=05 m,电势=0,内圆内有磁感应强度大小B=1×l0-2 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场,收集板MN与内圆的一条直径重合,假设太空中漂浮着质量m=1×10-10 kg、电荷量q=2×l04C的带正电粒子,它们能均匀地吸附到外圆面上,并被加速电场从静止开始加速,进入磁场后,发生偏转,最后打在收集板MN上并被吸收收集板两侧均能吸收粒子,不考虑粒子的碰撞和粒子间的相互作用。

1求粒子到达内圆时速度的大小;

2分析外圆上哪些位置的粒子进入磁场后在磁场中运动的总时间最长,并求该最长时间。

 

(1)1×l04m/s(2)贴着收集板左端上表面进入磁场的粒子和贴着收集板右端下表面进入磁场的粒子运动时间最长, 【解析】 试题分析:(1)带电粒子在电场中被加速时,由动能定理可知 解得 (2)粒子进入磁场后,在洛伦兹力的作用下发生偏转,有 解得r=0.5m 因为r=R2,所以由几何关系可知,从收集板左端贴着收集板上表面进入磁场的粒子在磁场中运动圆周后,射出磁场,进入电场,在电场中先减速后反向加速,并返回磁场,在磁场中再运动圆周后被收集板吸收。该粒子在磁场中运动的总时间最长,运动时间为粒子在磁场中做圆周运动周期的,其运动轨迹如图甲所示。 而 解得 同理可知,从收集板右端贴着收集板下表面进入磁场的粒子在磁场中运动的时间也为所以,外圆面上收集板左端贴着收集板上表面进入磁场的粒子和收集板右端贴着收集板下表面进入磁场的粒子在磁场中运动的总时间最长,最长时间为 考点:考查了带电粒子在电场中的加速,在磁场中的运动 【名师点睛】带电粒子在组合场中的运动问题,首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况,再选择合适方法处理.对于匀变速曲线运动,常常运用运动的分解法,将其分解为两个直线的合成,由牛顿第二定律和运动学公式结合求解;对于磁场中圆周运动,要正确画出轨迹,由几何知识求解半径  
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一小球从距游泳池底32m的高处由静止释放忽略空气阻力,如果池中无水经08s触底。为了防止小球与池底的剧烈撞击,须在池中注入一定深度的水。已知小球触碰池底的安全限速为1m/s,小球在在水中受到水的阻力设不随水深变化而改变是重力的45倍,取g= 10 m/s2,求:

1注水前小球落到池底的速度?

2池中注水深度至少为多少?

 

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为了响应“地球一小时”的活动,某校学生组织了一次自制水果灯比赛,小明同学自制的橙子电池成功点亮了一个LED小灯泡如图甲所示。在实验成功前,小明为了测量橙子电池怕电动势和内阻进行了多次实验,他设计的电路图如图乙所示。

若实验室除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:

A电流表A1量程为0~06A,内阻R1=1Ω

B灵敏电流表A2量程为0~06mA,内阻R2=800Ω

C灵敏电流表A3量程为0~600μA,内阻未知

D变阻箱0~9999Ω

1为了能尽可能准确测定“橙子电池”的电动势和内阻,实验中电流表应选择       填器材前的字母代号

2小明同学测出了多组数据并记录在下表。

他应该作R-I图像,还是作图像?        

3请将小明获得的数据在图丙中作出图象

4则由图线可以得到被测水电池的电动势E=      V,内阻r=        Ω。结果均保留两位有效数字

 

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在研究机械能守恒定律时,将小球从距光滑斜轨底面h高处由静止释放,使其沿竖的光滑圆形轨道半径为R的内侧运动,如图所示。

若h =2R,小球       通过圆形轨道最高点填“可能”或“不能”

选取合适的高度h,使小球能通过圆形轨道最高点。此时若仅增大小球质量,则小球      通过圆形轨道最高点填“能”“不能”或“不一定能”

心球通过圆形轨道最低点时,对轨道的压力       重力填“大于”“小于”或“等于”

 

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如图所示,在一等腰直角三角形ACD区域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,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子不计重力从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域,若该三角形的两直角边长均为2L,则下列关于粒子运动的说法中正确的是

A若该粒子的入射速度为,则粒子一定从CD边射出磁场,且距点C的距离为L

B若要使粒子从CD边射出,则该粒子从O点入射的最大速度应为

C若要使粒子从CD边射出,则该粒子从O点入射的最大速度应为

D该粒子以不同的速度入射时,在磁场中运动的最长时间为

 

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如图所示,将质量M=1 kg的重物B悬挂在轻绳的一端,并放置在倾角为30°、固定在水平地面的斜面上,轻绳平行于斜面,B与斜面间的动摩擦因数。轻绳跨过质量不计的光滑定滑轮,其另一端系一质量m =05 kg的小圆环A。圆环套在竖直固定的光滑直杆上,滑轮中心与直杆的距离为L=4 m。现将圆环A从与定滑轮等高处由静止释放,不计空气阻力,直杆和斜面足够长,取g= 10 m/s2。下列判断正确的是

A圆环下降的过程中,轻绳的张力大小始终等于10 N

B圆环能下降的最大距离为

C圆环速度最大时,轻绳与直杆的夹角为30°

D若增加圆环质量使m=l kg,再重复题述过程,则圆环在下降过程中,重力做功的功率一直在增大

 

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