【題目】如圖所示,真空室內(nèi)有一個(gè)點(diǎn)狀的α粒子放射源P,它向各個(gè)方向發(fā)射α粒子(不計(jì)重力),速率都相同.a(chǎn)b為P點(diǎn)附近的一條水平直線(P到直線ab的距離PC=L),Q為直線ab上一點(diǎn),它與P點(diǎn)相距PQ= (現(xiàn)只研究與放射源P和直線ab同一個(gè)平面內(nèi)的α粒子的運(yùn)動(dòng)),當(dāng)真空室內(nèi)(直線ab以上區(qū)域)只存在垂直該平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),水平向左射出的α粒子恰到達(dá)Q點(diǎn);當(dāng)真空室(直線ab以上區(qū)域)只存在平行該平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),不同方向發(fā)射的α粒子若能到達(dá)ab直線,則到達(dá)ab直線時(shí)它們動(dòng)能都相等,已知水平向左射出的α粒子也恰好到達(dá)Q點(diǎn).(α粒子的電荷量為+q,質(zhì)量為m;sin37°=0.6;cos37°=0.8)求:

(1)α粒子的發(fā)射速率;

(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向;

(3)當(dāng)僅加上述磁場(chǎng)時(shí),能到達(dá)直線ab的α粒子所用最長時(shí)間和最短時(shí)間的比值.

【答案】(1)

(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為,方向垂直ab向下;

(3)233:106.

【解析】試題分析:(1)設(shè)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R,過O作PQ的垂線交PQ于A點(diǎn),如圖所示,

由幾何知識(shí)可得:,

代入數(shù)據(jù)可得粒子軌跡半徑:,

洛侖磁力提供向心力:,解得粒子發(fā)射速度為:;

(2)真空室只加勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),由粒子到達(dá)ab直線的動(dòng)能相等,可得ab為等勢(shì)面,電場(chǎng)方向垂直ab向下,水平向左射出的粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系可知:

與ab平行方向:,

與ab垂直方向:,

其中

解得:;

(3)真空室只加磁場(chǎng)時(shí),圓弧和直線ab相切于D點(diǎn),粒子轉(zhuǎn)過的圓心角最大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長,如圖所示.

則:,,

最大圓心角:

最長時(shí)間:,

圓弧經(jīng)C點(diǎn),粒子轉(zhuǎn)過的圓心角最小,運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短.

則:,,

最小圓心角:,

最短時(shí)間:,

則最長時(shí)間和最短時(shí)間的比值為:(或2.20);

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】如圖甲所示是一打樁機(jī)的簡易模型。質(zhì)量m=1 kg的物體在拉力F作用下從與釘子接觸處由靜止開始運(yùn)動(dòng),上升一段高度后撤去F,到最高點(diǎn)后自由下落,撞擊釘子,將釘子打入一定深度。物體上升過程中,機(jī)械能E與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示。不計(jì)所有摩擦,g取10 m/s2(  )

A. 拉力F的大小為12 N

B. 物體上升1.0 m處的速度為2 m/s

C. 撤去F后物體上升時(shí)間為0.1 s

D. 物體上升到0.25 m高度處拉力F的瞬時(shí)功率為12 W

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】大量氫原子處于n4的激發(fā)態(tài),當(dāng)它們向各較低能級(jí)躍遷時(shí),對(duì)于多種可能的躍遷,下面說法中正確的是(

A. 最多只能放出4種不同頻率的光子

B. n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)放出的光子波長最長

C. n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)放出的光子頻率最大

D. n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)放出的光子波長等于從n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)放出的光子波長

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】茶杯放在桌面上,關(guān)于桌面對(duì)茶杯的支持力,以下說法中正確的是( )

A. 就是茶杯的重力 B. 是由于茶杯的形變產(chǎn)生的

C. 是由于桌面的形變產(chǎn)生的 D. 是由于地球?qū)ψ烂嫖a(chǎn)生的

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(a)為一列簡諧橫波在t=0.10 s時(shí)刻的波形圖,P是平衡位置在x=1.0 m處的質(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置在x=4.0 m處的質(zhì)點(diǎn);圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象。下列說法正確的是(  )

A. t=0.10 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Qy軸正方向運(yùn)動(dòng)

B. t=0.25 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相同

C. t=0.10 st=0.25 s,該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 m

D. 質(zhì)點(diǎn)Q簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.10sin10πt(國際單位制)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩足夠長且不計(jì)其電阻的光滑金屬軌道,如圖所示放置,間距為d=1m,在左端斜軌道部分高h=1.25m處放置一金屬桿a,斜軌道與平直軌道區(qū)域以光滑圓弧連接,在平直軌道右端放置另一金屬桿b,桿a、b電阻Ra=2Ω、Rb=5Ω,在平直軌道區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度B=2T.現(xiàn)桿b以初速度v0=5m/s開始向左滑動(dòng),同時(shí)由靜止釋放桿a,桿a由靜止滑到水平軌道的過程中,通過桿b的平均電流為0.3A;從a下滑到水平軌道時(shí)開始計(jì)時(shí), a、b桿運(yùn)動(dòng)速度-時(shí)間圖象如圖所示(以a運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎?,其中ma=2kgmb=1kg,g=10m/s2,求:

(1)桿a在斜軌道上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;

(2)桿a在水平軌道上運(yùn)動(dòng)過程中通過其截面的電量;

(3)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中桿b產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一足夠大的傾角θ30°的粗糙斜面上有一個(gè)粗細(xì)均勻的由同種材料制成的金屬線框abcd,線框的質(zhì)量m=0.6kg,其電阻值R1.0Ωab邊長L1=1m,bc邊長L22m,與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。斜面以EF為界,EF上側(cè)有垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為M的物體用絕緣細(xì)線跨過光滑定滑輪與線框相連,連接線框的細(xì)線與斜面平行且線最初處于松弛狀態(tài),F(xiàn)先釋放線框再釋放物體,當(dāng)cd邊離開磁場(chǎng)時(shí)線框即以v=2m/s的速度勻速下滑,在ab邊運(yùn)動(dòng)到EF位置時(shí),細(xì)線恰好被拉直繃緊(時(shí)間極短),隨即物體和線框一起勻速運(yùn)動(dòng)t=1s后開始做勻加速運(yùn)動(dòng)。取g10m/s2,求:

1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;

2)細(xì)繩繃緊前,M下降的高度H;

3)系統(tǒng)在線框cd邊離開磁場(chǎng)至重新進(jìn)入磁場(chǎng)過程中損失的機(jī)械能。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電火花計(jì)時(shí)器使用的是_______電源(直流交流”),工作電壓是__________V,若電源的頻率是50Hz,則每隔________秒打一個(gè)點(diǎn).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列敘述正確的有(  )

A. 只有靜止的物體才受重力

B. 空中飛行的子彈受重力的作用

C. 重力就是物體對(duì)水平桌面的壓力

D. 在水平桌面靜止的物體對(duì)水平桌面的壓力大小等于物體重力的大小

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