【題目】實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常利用電磁場(chǎng)來(lái)改變帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡．如圖所示，氕()、氘()、氚()三種粒子同時(shí)沿直線在紙面內(nèi)通過電場(chǎng)強(qiáng)度為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域. 進(jìn)入時(shí)氕與氘、氘與氚的間距均為d，射出復(fù)合場(chǎng)后進(jìn)入y軸與MN之間(其夾角為θ)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ，然后均垂直于邊界MN射出．虛線MN與PQ間為真空區(qū)域Ⅱ且PQ與MN平行．已知質(zhì)子比荷為，不計(jì)重力.

(1) 求粒子做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v；

(2) 求區(qū)域Ⅰ內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1；

(3) 若虛線PQ右側(cè)還存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅲ，經(jīng)該磁場(chǎng)作用后三種粒子均能匯聚于MN上的一點(diǎn)，求該磁場(chǎng)的最小面積S和同時(shí)進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)的氕、氚運(yùn)動(dòng)到匯聚點(diǎn)的時(shí)間差Δt.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

（1）粒子在電磁復(fù)合場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，可求粒子的速度大��；

（2）由粒子的軌跡與邊界垂直，可求軌跡半徑，由洛倫茲力提供向心力，可求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大�。�

（3）由氚粒子圓周運(yùn)動(dòng)直徑可求磁場(chǎng)的最小面積。根據(jù)氕、氚得運(yùn)動(dòng)周期，結(jié)合幾何關(guān)系，可求氕、氚到匯聚點(diǎn)的時(shí)間差。

(1) 由電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，

Bqv＝Eq

解得v＝E/B.

(2) 由洛倫茲力提供向心力，

B1vq＝m

由幾何關(guān)系得r＝d

解得B1＝.

(3) 分析可得氚粒子圓周運(yùn)動(dòng)直徑為3r

磁場(chǎng)最小面積S＝π

解得S＝πd2

由題意得B2＝2B1

由T＝得T＝

由軌跡可知Δt1＝(3T1－T1) ，其中T1＝

Δt2＝(3T2－T2)，其中T2＝)

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】在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電顆粒以速度v從a點(diǎn)水平向右拋出，不計(jì)空氣阻力，顆粒運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度大小仍為v，方向豎直向下。已知顆粒的質(zhì)量為m，電荷量為q，重力加速度為g，則顆粒從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中

A. 做勻變速運(yùn)動(dòng)

B. 速率先增大后減小

C. 電勢(shì)能增加了

D. a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)低

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，1、2、3、4是霍爾元件上的四個(gè)接線端. 毫安表檢測(cè)輸入霍爾元件的電流，毫伏表檢測(cè)霍爾元件輸出的電壓．已知圖中的霍爾元件是正電荷導(dǎo)電，當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合后，電流表A和電表B、C都有明顯示數(shù)，下列說法中正確的是(　　)

A. 電表B為毫伏表，電表C為毫安表

B. 接線端2的電勢(shì)低于接線端4的電勢(shì)

C. 保持R1不變、適當(dāng)減小R2，則毫伏表示數(shù)一定增大

D. 使通過電磁鐵和霍爾元件的電流大小不變，方向均與原電流方向相反，則毫伏表的示數(shù)將保持不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組想組裝一個(gè)雙量程(3 V、15 V)的電壓表，提供的器材如下：

A．電流表G：滿偏電流為300 μA，內(nèi)阻未知；

B．干電池E：電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻未知；

C．滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值約為5 kΩ，額定電流為1 A；

D．滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值約為16 kΩ，額定電流為0.5 A；

E．電阻箱R0：0～9999.9 Ω；

F．定值電阻R3：40 kΩ，額定電流為0.1 A；

G．開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干。

(1)若用圖示電路測(cè)量電流表G　的電阻，則滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用____(選填“C”或“D”)。

(2)將開關(guān)S1、S2都斷開，連接好實(shí)物圖，將滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)到____(選填“a”或“b”)端。接通開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表G　的指針示數(shù)為200 μA；閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值為100 Ω時(shí)電流表G　的指針示數(shù)為100 μA，則電流表G　的內(nèi)阻測(cè)量值為___Ω。

(3)在虛線框中畫出雙量程電壓表的電路原理圖______，并標(biāo)明所選的器材和改裝電壓表對(duì)應(yīng)的量程，其中R0應(yīng)取值為___kΩ。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】水平固定放置的足夠長(zhǎng)的U形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在導(dǎo)軌上放著金屬棒ab，開始時(shí)，ab棒以水平初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，最后靜止在導(dǎo)軌上，就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較，這個(gè)過程（ ）

A．安培力對(duì)ab棒所做的功不相等

B．電流所做的功相等

C．產(chǎn)生的總內(nèi)能不相等

D．光滑時(shí)通過ab棒的電荷量多

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩車在平直公路上行駛，其位移一時(shí)間圖象如圖所示，則下列說法正確的是

A. 0～4s內(nèi)，乙車做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B. 2s末，甲、乙兩車相遇

C. 2s末，甲車的速度小于乙車的速度

D. 0～4s內(nèi)，甲、乙兩車的平均速度相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】交流發(fā)電機(jī)發(fā)電示意圖如圖所示,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,下列說法正確的是

A. 轉(zhuǎn)到圖甲位置時(shí)，通過線圈的磁通量變化率最大

B. 轉(zhuǎn)到圖乙位置時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

C. 轉(zhuǎn)到圖丙位置時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大

D. 轉(zhuǎn)到圖丁位置時(shí)，AB邊感應(yīng)電流方向?yàn)?/span>A→B

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，速度選擇器中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B和電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，兩者相互垂直；一束帶電粒子以一定的初速度沿直線通過速度選擇器后從狹縫P進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B′的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在平板S的D1D2上，不計(jì)粒子重力，則()

A. 該束粒子帶負(fù)電

B. 速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面回里

C. 打在D1處的粒子大于打在D2處的粒子的速度

D. 打在D1處的比荷大于打在D2處的粒子的比荷

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，在同一水平面中的光滑平行導(dǎo)軌P、Q相距L=1.5m,導(dǎo)軌左端接有如圖的電路。其中水平放置的平行板電容器兩極板M、N部距離d=10mm,定值電阻R1=R2=12Ω,R3=2Ω,金屬棒ab電阻r=2Ω,其它電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過導(dǎo)軌平面,在外力F作用下金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)量m=1×1014kg,帶電量q=1×1014C的微粒恰好懸浮于電容器兩極板間。取g=10m/s2，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好。且運(yùn)動(dòng)速度保持恒定。試求：

(1) R1兩端的路端電壓；

(2) 金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小；

(3) 在金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)2m過程中，回路中產(chǎn)生的總熱量。

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