【題目】如圖甲所示，在直角坐標(biāo)系中的0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以點(diǎn)(3L，0)為圓心、半徑為L的圓形區(qū)域，與x軸的交點(diǎn)分別為M、N．在xOy平面內(nèi)，從電離室產(chǎn)生的質(zhì)量為m，帶電量為e的電子以幾乎為零的初速度飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)中，加速后經(jīng)過右側(cè)極板上的小孔沿x軸正向由y軸上的P點(diǎn)進(jìn)入到磁場(chǎng)，飛出磁場(chǎng)后從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域時(shí)，速度方向與x軸夾角為60o，此時(shí)在圓形區(qū)域加如圖乙所示的周期性變化的磁場(chǎng)，以垂直于紙面向外為磁場(chǎng)正方向，電子運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從N點(diǎn)飛出，速度方向與M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向相同．求：

(1)P的縱坐標(biāo)；

(2) 0≤x≤L區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

(3)寫出圓形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小、磁場(chǎng)變化周期T各應(yīng)滿足的表達(dá)式．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）電子在矩形磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)，出磁場(chǎng)后做直線運(yùn)動(dòng)，其軌跡如圖所示

由幾何關(guān)系有：，

（2）由動(dòng)能定理，可得，又

把幾何關(guān)系代入解得

（3）在磁場(chǎng)變化的半個(gè)周期內(nèi)粒子的偏轉(zhuǎn)角為120°，根據(jù)幾何知識(shí)，在磁場(chǎng)變化的半個(gè)周期內(nèi)，粒子在x軸方向上的位移恰好等于，粒子到達(dá)N點(diǎn)而且速度符合要求的空間條件是：

電子在磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑

解得（n=1.2.3…..）

粒子在磁場(chǎng)變化的半個(gè)周期恰好轉(zhuǎn)過圓周，同時(shí)MN間運(yùn)動(dòng)時(shí)間是磁場(chǎng)變化周期的整數(shù)倍，可使粒子到達(dá)N點(diǎn)并且速度滿足題設(shè)要求，應(yīng)滿足的時(shí)間條件：

又，解得（n=1.2.3.4…….）

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】如圖所示，在空間中存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)子和某種粒子從磁場(chǎng)下邊界MN 上的O 點(diǎn)以相同的速度v0（v0 在紙面內(nèi)，θ為銳角）射入磁場(chǎng)中，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子從邊界上的F 點(diǎn)離開磁場(chǎng)，另一粒子從 E 點(diǎn)離開磁場(chǎng)。已知EF=2d ，FO = d ．不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用力．下列說法正確的是

A. 從E 點(diǎn)飛出的可能是α粒子

B. 從E 點(diǎn)飛出的可能是氚核

C. 兩種粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等

D. 兩種粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知均勻帶電球殼內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，電勢(shì)處處相等．如圖所示，正電荷均勻分布在半球面上，Ox為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線．A、B為軸上的點(diǎn)，且OA=OB．C、D為直徑上的兩點(diǎn)，且OC=OD．則下列判斷正確的是( )

A. A點(diǎn)的電勢(shì)與B點(diǎn)的電勢(shì)相等

B. C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同

C. A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

D. 在A點(diǎn)由靜止開始釋放重力不計(jì)的帶正電粒子，該粒子將沿AB做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，帶電粒子由靜止開始，經(jīng)電壓為U1的加速電場(chǎng)加速后，垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電壓為U2的平行板電容器，經(jīng)偏轉(zhuǎn)落在下板的中間位置。為使同樣的帶電粒子，從同樣的初始位置由靜止加速、偏轉(zhuǎn)后能穿出平行板電容器，下列措施可行的是

A. 保持U2和平行板間距不變，減小U1

B. 保持U1和平行板間距不變，增大U2

C. 保持U1、U2和下板位置不變，向下平移上板

D. 保持U1、U2和下板位置不變，向上平移上板

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量物體質(zhì)量的電子裝置，其結(jié)構(gòu)如圖甲、乙所示。E形磁鐵的兩側(cè)為S極，中心為N極，可認(rèn)為只有磁極間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一邊長(zhǎng)為L橫截面為正方形的線圈套于中心磁極，線圈、骨架與托盤連為一體，總質(zhì)量為m0，托盤下方連接一個(gè)輕彈簧，彈簧下端固定在磁極上，支撐起上面的整個(gè)裝置，線圈、骨架與磁極不接觸。線圈的兩個(gè)頭與外電路連接（圖上未標(biāo)出）。當(dāng)被測(cè)量的重物放在托盤上時(shí)，彈簧繼續(xù)被壓縮，托盤和線圈一起向下運(yùn)動(dòng)，之后接通外電路對(duì)線圈供電，托盤和線圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止，此時(shí)由對(duì)應(yīng)的供電電流可確定重物的質(zhì)量。已知彈簧勁度系數(shù)為k，線圈匝數(shù)為n，重力加速度為g。問：

（1）當(dāng)線圈與外電路斷開時(shí)，以不放重物時(shí)托盤的位置為位移起點(diǎn)，豎直向下為位移的正方向。試在圖丙中畫出，托盤輕輕放上質(zhì)量為m的重物后，托盤向下運(yùn)動(dòng)過程中彈簧彈力F的大小與托盤位移x的關(guān)系圖象，再根據(jù)上面得到的F-x圖象，求從托盤放上質(zhì)量為m的重物開始到托盤達(dá)到最大速度的過程中，彈簧彈力所做的功W；

（2）當(dāng)線圈與外電路接通時(shí)，通過外電路給線圈供電，托盤和線圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止。若線圈能夠承受的最大電流為I，求該裝置能夠測(cè)量的最大質(zhì)量M；

（3）在線圈能承受的最大電流一定的情況下，要增大質(zhì)量的測(cè)量范圍，可以采取哪些措施？（至少答出2種）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】英國(guó)數(shù)學(xué)家懷特海說：“近代力學(xué)體系的全部發(fā)展過程剛好占了兩個(gè)世紀(jì)……伽利略跨 出了第一步，找到了正確的思維道路�！薄百だ钥绯隽说谝徊健笔侵�

A. 改變了那個(gè)時(shí)代人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)，動(dòng)搖了“神創(chuàng)論”

B. 開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)為依據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)

C. 奠定了經(jīng)典物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，標(biāo)志科學(xué)時(shí)代開始

D. 改變了人們對(duì)人類和其他生物在生物界中位置的看法

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】直角坐標(biāo)系xOy中，有一半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向垂直xOy平面指向紙面內(nèi)，該區(qū)域的圓心坐標(biāo)為（R，0），有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的離子，以某一速度從點(diǎn)（0， ）沿x軸正方向射入該磁場(chǎng)，離子從距離射入點(diǎn)最遠(yuǎn)處射出磁場(chǎng)，不計(jì)離子重力，則（ ）

A. 離子的速度為

B. 離子的速度為

C. 離子在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

D. 離子在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是(　　)

A. 說明了懸浮顆粒做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度無關(guān)

B. 觀察時(shí)間越長(zhǎng)，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著

C. 布朗運(yùn)動(dòng)是組成固體微粒的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

D. 布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩條間距L=0.5m且足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬直導(dǎo)軌，與水平地面成30°角固定放置，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌所在的斜面向上，質(zhì)量、的金屬棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上，兩金屬棒的總電阻r=0.2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。ab在沿導(dǎo)軌所在斜面向上的外力F作用下，沿該斜面以的恒定速度向上運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻釋放cd， cd向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間其速度達(dá)到最大。已知重力加速度g=10m/s2，求在cd速度最大時(shí)，

（1）abcd回路的電流強(qiáng)度I以及F的大�。�

（2）abcd回路磁通量的變化率以及cd的速率。

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同步練習(xí)冊(cè)答案