【題目】如圖所示，質(zhì)量為m，電荷量為e的電子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處沿xOy平面射入第一象限內(nèi)，射入時(shí)的速度方向不同，但大小均為v0.現(xiàn)在某一區(qū)域內(nèi)加一方向向外且垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，若這些電子穿過(guò)磁場(chǎng)后都能垂直地射到與y軸平行的熒光屏MN上，求：

(1)電子從y軸穿過(guò)的范圍；

(2)熒光屏上光斑的長(zhǎng)度；

(3)所加磁場(chǎng)范圍的最小面積.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由牛頓第二定律得：

即

電子從y軸穿過(guò)的范圍

(2)如圖所示，初速度沿x軸正方向的電子沿弧OA運(yùn)動(dòng)到熒光屏MN上的P點(diǎn)， 0

初速度沿y軸正方向的電子沿弧OC運(yùn)動(dòng)到熒光屏MN上的Q點(diǎn)0

由幾何知識(shí)可得

(3)取與x軸正方向成θ角的方向射入的電子為研究對(duì)象，其射出磁場(chǎng)的點(diǎn)為E(x,y)，因其射出后能垂直打到熒光屏MN上，故有：

x=-Rsinθ

y=R+Rcosθ

即

x2+(y-R)2=R2

又因?yàn)殡娮友?/span>x軸正方向射入時(shí)，射出的邊界點(diǎn)為A點(diǎn)；沿y軸正方向射入時(shí)，射出的邊界點(diǎn)為C點(diǎn)，故所加最小面積的磁場(chǎng)的邊界是以(0，R)為圓心、R為半徑的圓的一部分，如圖中實(shí)線圓弧所圍區(qū)域，所以磁場(chǎng)范圍的最小面積為：

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】圖a是用電流傳感器（相當(dāng)于電流表，其電阻可以忽略不計(jì)）研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路，圖中兩個(gè)電阻的阻值均為R，L是一個(gè)自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R。圖b是某同學(xué)畫(huà)出的在t0時(shí)刻開(kāi)關(guān)S切換前后，通過(guò)傳感器的電流隨時(shí)間變化的圖象。關(guān)于這些圖象，下列說(shuō)法中正確的是

A.甲是開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)變?yōu)殚]合，通過(guò)傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況

B.乙是開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)變?yōu)殚]合，通過(guò)傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況

C.丙是開(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)，通過(guò)傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況

D.丁是開(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)，通過(guò)傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】為了進(jìn)一步提高回旋加速器的能量，科學(xué)家建造了“扇形聚焦回旋加速器”。在扇形聚焦過(guò)程中，離子能以不變的速率在閉合平衡軌道上周期性旋轉(zhuǎn)。

扇形聚焦磁場(chǎng)分布的簡(jiǎn)化圖如圖所示，圓心為O的圓形區(qū)域等分成六個(gè)扇形區(qū)域，其中三個(gè)為峰區(qū)，三個(gè)為谷區(qū)，峰區(qū)和谷區(qū)相間分布。峰區(qū)內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，谷區(qū)內(nèi)沒(méi)有磁場(chǎng)。質(zhì)量為m，電荷量為q的正離子，以不變的速率v旋轉(zhuǎn)，其閉合平衡軌道如圖中虛線所示。

（1）求閉合平衡軌道在峰區(qū)內(nèi)圓弧的半徑r，并判斷離子旋轉(zhuǎn)的方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針；

（2）求軌道在一個(gè)峰區(qū)內(nèi)圓弧的圓心角θ，及離子繞閉合平衡軌道旋轉(zhuǎn)的周期T；

（3）在谷區(qū)也施加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B' ，新的閉合平衡軌道在一個(gè)峰區(qū)內(nèi)的圓心角θ變?yōu)?/span>90°，求B'和B的關(guān)系。已知：sin（α±β ）=sinαcosβ±cosαsinβ，cosα=1-2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩平行金屬板A、B長(zhǎng)l＝8cm，兩板間距離d＝8cm，兩板間電勢(shì)差UAB＝300V。一帶正電的粒子電量q＝10-10C，質(zhì)量m＝10-20kg，從R點(diǎn)沿電場(chǎng)中心線垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng)，初速度v0＝2×106m/s，粒子飛出平行板電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)界面MN、PS間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域后，進(jìn)入固定在中心線上的O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)區(qū)域（設(shè)界面PS右邊點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布不受界面的影響）。已知兩界面MN、PS相距為L＝12cm，粒子穿過(guò)界面PS最后垂直擊中放置于中心線上的熒光屏EF。求：（靜電力常量k＝9×109N·m2/C2）

（1）假設(shè)該帶電粒子從界面MN飛出時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線交兩平行金屬板間電場(chǎng)中心線與C點(diǎn)，且R點(diǎn)到C的距離為x，試證明x＝；

（2）粒子穿過(guò)界面PS時(shí)距中心線RO的距離；

（3）點(diǎn)電荷的電量Q．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，建立Oxy坐標(biāo)系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱，極板長(zhǎng)度和板間距均為l，第一四象限有磁場(chǎng)，方向垂直于Oxy平面向里．位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸間右連接發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度相同、重力不計(jì)的帶電粒子在0~3t時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓（不考慮極邊緣的影響）．

已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0時(shí)，刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)．上述m、q、l、l0、B為已知量．（不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況）

（1）求電壓U的大�。�

（2）求時(shí)進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑．

（3）何時(shí)把兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短？求此最短時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在坐標(biāo)系xoy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xoy面向里；第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E. 一質(zhì)量為、帶電量為的粒子自y軸的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限，經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限，隨即撤去電場(chǎng)，以后僅保留磁場(chǎng)。已知OP=d，OQ=2d，不計(jì)粒子重力。

（1）求粒子過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向。

（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一定值B0，粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限，求B0；

（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后粒子將再次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)，且速度與第一次過(guò)Q點(diǎn)時(shí)相同，求該粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)所用的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，實(shí)線表示某電場(chǎng)中的四個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為和，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等.一帶負(fù)電的粒子(重力不計(jì))在該電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如虛線所示，、b、c、d是其運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢(shì)面的四個(gè)交點(diǎn)，則可以判斷（ ）

A. 等勢(shì)面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)處處相同

B. 四個(gè)等勢(shì)面的電勢(shì)關(guān)系是

C. 粒子從運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中靜電力直做負(fù)功

D. 粒子在、b、c、d四點(diǎn)的速度大小關(guān)系是

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量均為M＝2 kg的甲、乙兩輛小車并排靜止于光滑水平面上，甲車的左端緊靠光滑的圓弧AB，圓弧末端與兩車等高，圓弧半徑R＝0.2 m，兩車長(zhǎng)度均為L＝0.5 m。兩車上表面與滑塊P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2。將質(zhì)量為m＝2 kg的滑塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))從A處由靜止釋放，滑塊P滑上乙車后最終未滑離乙車，重力加速度取g＝10 m/s2。求：

(1)滑塊P剛滑上乙車時(shí)的速度大�。�

(2)滑塊P在乙車上滑行的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】(1)圖1螺旋測(cè)微器讀數(shù)為__________mm，圖2游標(biāo)卡尺讀數(shù)為__________mm。

(2)選擇電流表的量程為0.6A，則圖3中電流表的讀數(shù)為____A。

(3)某電流表表頭內(nèi)阻Rg為200Ω，滿偏電流Ig為2mA，按如圖4改裝成量程為3V和15V的電壓表，其中=____Ω。

(4)在“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，要求加在小燈泡上的電壓從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器的連接方式應(yīng)選擇___（填“（a）”或“（b）”）；隨著電壓的增大，燈絲的電阻____（填“增大”或“減小”）。

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