【題目】一圓筒的橫截面如圖所示，其圓心為O.筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N，其中M板帶正電荷，N板帶等量負(fù)電荷．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子自M板邊緣的P處由靜止釋放，經(jīng)N板的小孔S以速度v沿半徑SO方向射入磁場(chǎng)中．粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出，設(shè)粒子與圓筒碰撞過程中沒有動(dòng)能損失，且電荷量保持不變，在不計(jì)重力的情況下，求：

(1)M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；

(2)圓筒的半徑R；

(3)保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，僅將M板向上平移d，粒子仍從M板邊緣的P處由靜止釋放，粒子自進(jìn)入圓筒至從S孔射出期間，與圓筒的碰撞次數(shù)n.

【答案】(1) ；(2) ；(3)3；

【解析】試題分析：（1）設(shè)兩極板間的電壓為U，由動(dòng)能定理得：

由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系得：U=Ed

聯(lián)立上式可得

（2）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用幾何關(guān)系做出圓心O’， 圓半徑為r，設(shè)第一次碰撞點(diǎn)為A，由于粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞又從S孔射出，因此SA弧所對(duì)圓心角。

由幾何關(guān)系得

粒子運(yùn)動(dòng)過程中洛倫茲力充當(dāng)向心力，由牛頓第二定律，得

聯(lián)立得

（3）保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，M板向上平移后，設(shè)板間電壓為，則

設(shè)粒子進(jìn)入S孔時(shí)的速度為，由可得

設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，

設(shè)粒子從S到第一次與圓筒碰撞期間的軌道所對(duì)圓心角為，比較兩式得到，可見

粒子須經(jīng)過這樣的圓弧才能從S孔射出，故 n=3

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】某同學(xué)看到法治節(jié)目中報(bào)道有人用彈弓射擊野生保護(hù)動(dòng)物，他對(duì)此行為表示強(qiáng)烈造責(zé)，為了教育其他同學(xué)不要玩彈弓，他想用學(xué)過的物理知識(shí)來實(shí)際測(cè)量它的威力。于是他準(zhǔn)備了一個(gè)節(jié)目中類似的彈弓（如圖甲），它每側(cè)固定有兩根完全相同的橡膠管。金屬彈珠質(zhì)量為10g，直徑為10mm.

（1）他首先猜想橡膠管拉伸過程中彈力與形變量的關(guān)系滿足胡克定律，為了驗(yàn)證猜想進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)室的傳感器量程較小，于是他取其中一根橡膠管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過傳感器拉動(dòng)橡皮管，記下它每一次的長度L及對(duì)應(yīng)的拉力F大小，并在坐標(biāo)紙畫出圖乙所示的圖像.

為了便于研究，他在老師的啟發(fā)下將原圖像擬合成如圖丙所示，請(qǐng)你根據(jù)圖像，計(jì)算出該單根橡膠管的原長L0=__________，勁度系數(shù)k=__________.

（2)同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，當(dāng)彈丸發(fā)射后的比動(dòng)能（動(dòng)能與最大橫截面積的比值）超過1.8J/cm2就可被認(rèn)定為槍支，并且滿足胡克定律的物體在彈性限度內(nèi)其彈性勢(shì)能E與形變量x的關(guān)系式可表示為E=kx2.在一次測(cè)試中彈弓每側(cè)的橡皮管組拉至49cm長.請(qǐng)你估算彈珠離開彈弓時(shí)的比動(dòng)能____________________（π取3，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為r的光滑水平轉(zhuǎn)盤到水平地面的高度為H，質(zhì)量為m的小物塊被一個(gè)電子鎖定裝置鎖定在轉(zhuǎn)盤邊緣，轉(zhuǎn)盤繞過轉(zhuǎn)盤中心的豎直軸以ω=kt（k＞0且是恒量）的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)．從t=0開始，在不同的時(shí)刻t將小物塊解鎖，小物塊經(jīng)過一段時(shí)間后落到地面上．假設(shè)在t時(shí)刻解鎖的物塊落到地面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率為P，落地點(diǎn)到轉(zhuǎn)盤中心的水平距離為d，則下圖中P-t圖象、d2-t2圖象分別正確的是（ ）

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖(a)所示的儀器探究做功與速度變化的關(guān)系．

(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)高度，消除摩擦力的影響；

②小車鉤住一條橡皮筋，往后拉至某個(gè)位置，記錄小車的位置；

③先________，后________，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下一列點(diǎn)，斷開電源；

④改用同樣的橡皮筋2條、3條……重復(fù)②、③的實(shí)驗(yàn)操作，每次操作一定要將小車_______________________．

(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50 Hz，下圖所示是四次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶．

(3)根據(jù)紙帶，完成尚未填入的數(shù)據(jù)________.

從表中數(shù)據(jù)可得出什么樣的結(jié)論？___________________________________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下圖是導(dǎo)軌式電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。兩根平行長直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實(shí)驗(yàn)用彈丸）。滑塊可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。電源提供的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導(dǎo)軌流回電源�；瑝K被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場(chǎng)推動(dòng)而發(fā)射。在發(fā)射過程中，該磁場(chǎng)在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面，其強(qiáng)度與電流的關(guān)系為B=kI，比例常量k=5×10-7T/A。已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距L=2.0cm，滑塊的質(zhì)量m=40g，滑塊沿導(dǎo)軌滑行2m后獲得的發(fā)射速度v=100m/s（此過程視為勻加速運(yùn)動(dòng)）。

（1）求發(fā)射過程中電源提供的電流強(qiáng)度。

（2）若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中固定在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s。設(shè)滑塊質(zhì)量為m，求滑塊對(duì)砂箱平均沖擊力的表達(dá)式

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，y軸豎直向上．第Ⅲ、Ⅳ象限內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第Ⅳ象限同時(shí)存在方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫出）．一帶電小球從x軸上的A點(diǎn)由靜止釋放，恰好從P點(diǎn)垂直于y軸進(jìn)入第Ⅳ象限，然后做圓周運(yùn)動(dòng)，從Q點(diǎn)垂直于x軸進(jìn)入第Ⅰ象限，Q點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為d，重力加速度為g．根據(jù)以上信息，可以求出的物理量有（ ）

A．圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小

B．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向

C．小球在第Ⅳ象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

D．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是某溫度檢測(cè)和光電控制加熱裝置的原理圖。R，為熱敏電阻（溫度升高，阻值減小），用來探測(cè)加熱電阻絲R的溫度。RG為光敏電阻（光照強(qiáng)度增大，阻值減小），接收小燈泡L的光照。其他電阻均為定值電阻。當(dāng)R處溫度升高后，下列說法正確的是

A. 燈泡L將變暗

B. RG的電壓將增大

C. R的功率將增大

D. R的電壓變化量與R2的電流變化量的比值不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一梯子的下端放置在粗糙的水平地面上，上端靠在摩擦力可不計(jì)的豎直墻上。一人從梯子下端沿梯子緩慢向上爬的過程中(梯子始終保持靜止不動(dòng))，下列說法正確的是

A. 梯子對(duì)地面的彈力變小

B. 豎直墻對(duì)梯子的彈力不變

C. 梯子對(duì)水平地面的摩擦力減小

D. 水平地面對(duì)梯子的作用力大小逐漸增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一理想變壓器通過二極管給直流電動(dòng)機(jī)供電的簡單原理圖，現(xiàn)將變壓器的原線圈接入電壓為220 V的正弦交變電流，變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為22:1 ，理想交流電流表的示數(shù)為0.5 A，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為2 Ω，二極管具有單向?qū)щ娦裕铝姓f法正確的是

A. 電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為10V

B. 理想變壓器的輸入功率為5W

C. 電動(dòng)機(jī)的熱功率為5W

D. 電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為4.5W

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同步練習(xí)冊(cè)答案