分析 (1)正離子沿平行于金屬板垂直磁場射入兩板間做勻速直線運動時,洛倫茲力與電場力平衡,由平衡條件和E0=$\frac{U}udz2wnq$結(jié)合可求出離子在平行金屬板間的運動速度.
(2)離子在磁場中運動$\frac{1}{4}$圈后從Op上離開磁場,可求出離子在磁場中運動時間$\frac{T}{4}$,離開磁場后離子做勻速直線運動,由幾何知識求出位移,即可求出時間.
(3)帶電粒子進(jìn)入pOy區(qū)域做勻速圓周運動,據(jù)題由幾何關(guān)系可求出圓周運動的半徑.在磁場中由洛倫茲力提供向心力,可求出比荷的范圍.
解答 解:(1)離子在平行板內(nèi)勻速直線運動,因此有 qvB0=qE
又E=$\frac{U}t2yp3ig$
解得離子在平行板內(nèi)的速度為v=$\frac{U}{d{B}_{0}}$
(2)如圖為離子在第I象限磁場區(qū)域內(nèi)運動的軌跡圖,
由幾何關(guān)系得,軌跡半徑為r=$\frac{a}{2}$,
軌跡對應(yīng)的圓心角為θ=$\frac{π}{2}$
運動周期為T=$\frac{2πr}{v}$=$\frac{πad{B}_{0}}{U}$
運動時間為t=$\frac{θ}{2π}$•T=$\frac{1}{4}$•T=$\frac{πad{B}_{0}}{4U}$
(3)要使離子一定能打在x軸上,離子在磁場B中運動,當(dāng)軌跡與OP相切時,圓的最小半徑如圖所示
由幾何關(guān)系r2+$\sqrt{2}$r2=a 得r2=$\frac{a}{1+\sqrt{2}}$
由qvB=m$\frac{{v}^{2}}{{r}_{2}}$ 得
$\frac{q}{m}$
=$\frac{v}{B{r}_{2}}$=(1+$\sqrt{2}$)$\frac{U}{d{B}_{0}Ba}$
即$\frac{q}{m}$必須小于(1+$\sqrt{2}$)$\frac{U}{d{B}_{0}Ba}$.
答:(1)離子在平行金屬板間的運動速度$\frac{U}{d{B}_{0}}$;
(2)離子在第Ⅰ象限磁場區(qū)域的運動時間$\frac{πad{B}_{0}}{4U}$;
(3)$\frac{q}{m}$必須小于(1+$\sqrt{2}$)$\frac{U}{d{B}_{0}Ba}$.
點評 本題中離子在復(fù)合場中運動的問題是速度選擇器的模型,而在磁場中運動為勻速圓周運動,要注意在磁場中畫軌跡,由幾何知識求解半徑、由圓心角確定時間都是常規(guī)思路.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 通過用電器,電能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 | |
B. | 在火力發(fā)電站中,燃料的內(nèi)能能夠全部轉(zhuǎn)化為電能 | |
C. | 熱機(jī)中,燃?xì)鈨?nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 | |
D. | 在熱傳導(dǎo)中,熱量有可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫度物體 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | $\frac{4△t}{4k+1}$ | B. | $\frac{4△t}{4k+3}$ | C. | $\frac{4(t+△t)}{4t+1}$ | D. | $\frac{△t}{4k+1}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 彈簧秤讀數(shù)變大 | B. | 彈簧秤讀數(shù)變小 | ||
C. | 小車對地面的壓力變大 | D. | 小車對地面的壓力不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 質(zhì)點P、Q的起振方向都沿y軸正方向 | |
B. | t=1.5s時刻,質(zhì)點P、Q都處于平衡位置 | |
C. | t=1.5s時刻之前,質(zhì)點M始終處于靜止?fàn)顟B(tài) | |
D. | t=2.5s時M點處于平衡位置向y軸正方向運動 | |
E. | M點開始振動后做振福為2cm,周期為2s的簡諧運動 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物塊下滑的加速度大小為1m/s2 | B. | 斜面的傾角為30° | ||
C. | 物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為$\frac{\sqrt{3}}{3}$ | D. | 物塊向上滑行的最大距離為1m |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電動勢表征了電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的大小 | |
B. | 在電源內(nèi)部移動電荷時,非靜電力做正功,電勢能增加 | |
C. | 在電源內(nèi)部移動電荷時,非靜電力做功越多,電源的電動勢就越大 | |
D. | 電動勢大小由電源自身性質(zhì)決定 |
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