【題目】如圖甲所示,一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為+q的微粒(不計(jì)重力),初速度為零,經(jīng)兩金屬板間電場(chǎng)加速后,沿y軸射入一個(gè)邊界為矩形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.磁場(chǎng)的四條邊界分別是y=0,y=a,x=﹣1.5a,x=1.5a.兩金屬板間電壓隨時(shí)間均勻增加,如圖乙所示.由于兩金屬板間距很小,微粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間極短,可認(rèn)為微粒在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)恒定.

(1)求微粒分別從磁場(chǎng)上、下邊界射出時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓范圍;
(2)微粒從磁場(chǎng)左側(cè)邊界射出時(shí),求微粒的射出速度相對(duì)其進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)初速度偏轉(zhuǎn)角度的范圍,并確定在左邊界上出射范圍的寬度d.

【答案】
(1)解:當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)軌跡與上邊界相切時(shí),由圖a中幾何關(guān)系可知,R1=a.

微粒做圓周運(yùn)動(dòng)

微粒在電場(chǎng)中加速

由以上各式可得

所以微粒從上邊界射出的電壓范圍為

當(dāng)微粒由磁場(chǎng)區(qū)域左下角射出時(shí),由圖b中幾何關(guān)系可知,

R2=0.75a.

微粒做圓周運(yùn)動(dòng)

微粒在電場(chǎng)中加速

由以上各式可得

所以微粒從下邊界射出的電壓范圍為

答:微粒分別從磁場(chǎng)上、下邊界射出時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓范圍分別為 、


(2)解:當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)軌跡與上邊界相切時(shí)

,∠AO1C=30°.

由圖中幾何關(guān)系可知此時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了120°,微粒由左下角射出磁場(chǎng)時(shí),速度方向偏轉(zhuǎn)了180°,所以微粒的速度偏轉(zhuǎn)角度范圍的寬度為120°~180°.

左邊界出射范圍

答:在左邊界上出射范圍的寬度


【解析】(1)作出從上邊界和下邊界離開(kāi)磁場(chǎng)的軌跡的臨界情況,通過(guò)幾何關(guān)系求出臨界的半徑,從而求出臨界的速度,根據(jù)電場(chǎng)力做功求出電壓的范圍.(2)作出從左側(cè)邊界離開(kāi)磁場(chǎng)軌跡的臨界情況,結(jié)合幾何關(guān)系求出在左邊界上出射范圍的寬度d.

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】如圖所示,用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面梯形框架,ab、cd邊均與ad邊成60°角,ab=bc=cd=L,長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電阻絲電阻為r,框架與一電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源相連接,垂直于框架平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則框架受到的安培力的合力大小為( )

A.0
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一段5cm的導(dǎo)線和磁場(chǎng)垂直.當(dāng)導(dǎo)線通過(guò)的電流是1A時(shí),受磁場(chǎng)的作用力是0.1N,那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T;現(xiàn)將導(dǎo)線長(zhǎng)度增大為原來(lái)的3倍,通過(guò)電流減小為原來(lái)的一半,那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T;如果把該通電導(dǎo)體拿走,那么該處磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng),其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示,其中0~x2段是關(guān)于直線x=x1對(duì)稱(chēng)的曲線,x2~x3段是直線,其中x3﹣x2=x2﹣x1 , 則下列說(shuō)法正確的是( )

A.0~x1段的電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小
B.粒子在x1﹣x2段做勻變速運(yùn)動(dòng),x2﹣x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.x1、x2、x3處電勢(shì)φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ1>φ2>φ3
D.x1與x2兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U12等于x2與x3兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U23

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示是示波器的示意圖,豎直偏轉(zhuǎn)電極的極板長(zhǎng)L1=4cm,板間距離d=1cm.板右端距離熒光屏L2=18cm,(水平偏轉(zhuǎn)電極上不加電壓,沒(méi)有畫(huà)出)電子沿中心線進(jìn)入豎直偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度是v=1.6×107m/s,電子電量e=1.6×10﹣19C,質(zhì)量m=0.91×10﹣30kg.

(1)要使電子束不打在偏轉(zhuǎn)電極上,加在豎直偏轉(zhuǎn)電極上的最大偏轉(zhuǎn)電壓U不能超過(guò)多大?
(2)若在偏轉(zhuǎn)電極上加u=27.3sin100πt (V)的交變電壓,在熒光屏的豎直坐標(biāo)軸上能觀察到多長(zhǎng)的線段?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如圖(a)裝置做探究彈簧彈力大小與其長(zhǎng)度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn).

1)在安裝刻度尺時(shí),必須使刻度尺保持 狀態(tài).

2)他通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖(b)所示的彈力大小F與彈簧長(zhǎng)度x的關(guān)系圖線,由此圖線可得該彈簧的原長(zhǎng)x0= cm,勁度系數(shù)k= N/m

3)他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧秤,當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)如圖(c)所示時(shí),該彈簧的長(zhǎng)度x= cm

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),輸出交流電的電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙所示,經(jīng)原副線圈的匝數(shù)比為1:10的理想變壓器給一個(gè)燈泡供電如圖丙所示,副線圈電路中燈泡額定功率為22W.現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān),燈泡正常發(fā)光.則( )

A.t=0.01s時(shí)刻穿過(guò)線框回路的磁通量為零
B.交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為100r/s
C.變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1A
D.燈泡的額定電壓為220 V

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】圖示為一列在均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖,波速為2m/s,則( )

A.質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向
B.P點(diǎn)的振幅比Q點(diǎn)的小
C.經(jīng)過(guò)△t=4s,質(zhì)點(diǎn)P將向右移動(dòng)8m
D.經(jīng)過(guò)△t=4s,質(zhì)點(diǎn)Q通過(guò)的路程是0.4m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在玉樹(shù)地震的救援行動(dòng)中,千斤頂發(fā)揮了很大作用,如題圖所示是剪式千斤頂,當(dāng)搖動(dòng)把手時(shí),螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀劭繑n,從而將汽車(chē)頂起.當(dāng)千斤頂兩臂間的夾角為120°時(shí)汽車(chē)對(duì)千斤頂?shù)膲毫?/span>1.0×105N,下列判斷正確的是 ( )

A. 此時(shí)兩臂受到的壓力大小均為1.0×104N

B. 此時(shí)千斤頂對(duì)汽車(chē)的支持力為2.0×105N

C. 若繼續(xù)搖動(dòng)把手,將汽車(chē)頂起,兩臂受到的壓力將減小

D. 若繼續(xù)搖動(dòng)把手,將汽車(chē)頂起,兩臂受到的壓力將增大

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