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如图甲所示,平行正对金属板中心线O处有一粒子源,能连续不断发出质量为m、电量为q、速度为的带正电的粒子,所有粒子均沿两板中心线射入板间,在紧靠板的上方等腰三角形PQR内有一垂直纸面向里的匀强磁场,三角形的对称轴与两板中心线重合,且∠RPQ=30°.两板间不加电压时粒子进入磁场时轨迹恰好与PR边相切,如图中所示.当在两板间加如图乙所示的周期性变化的电压时,t=0时刻进入板间的粒子恰好能从板边缘进入磁场.已知板长为L,板间距离为2d,PQ长度为6d,不计粒子的重力和粒子间的相互作用.求:。

(1)磁感应强度B的大小;

(2)两板间电压;

(3)粒子在磁场中运动的最长和最短时间.


⑴ 由几何知识知粒子轨道半径   r=d                               (2分)

洛伦兹力提供向心力                                                            (1分)

得                                                                                       (1分)

t=0时刻进入板间的粒子先向a板加速时间=,然后再向a板减速时间= 恰好从板边缘以速度v0垂直PQ边进入磁场.                                              (1分)

在板间运动的加速度                                                                   (2分)

由对称性可知                                                             (1分)

解得电压                                                                             (1分)

⑶所有粒子进入磁场时的速度大小均为v0,方向均垂直PQ边.  (2分)

从中心线右侧进入磁场的粒子运动时间最长   

粒子在磁场中运动的周期  

所以最长时间   (2分)

从左侧极板边缘进入磁场的粒子在磁场中运动轨迹如图

且时间最短,由几何知识知轨迹圆弧对应的圆心角为60°

所以最短时间   (2分)

 



练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


2013年12月14日 晚上9点14分左右嫦娥三号月球探测器平稳降落在月球虹湾,并在4分钟后展开太阳能电池帆板。这是中国航天器第一次在地外天体成功软着陆,中国成为继美国、前苏联之后第三个实现月面软着陆的国家。太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性。所用的器材包括:太阳能电池,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干。

(1) 为了达到上述目的,应选用图1中的哪个电路图 (填“甲”或“乙”);

(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池的电阻_____________ (填“很大”或“很小”);当电压为2.80V时,太阳能电池的电阻约为____________。(保留一位有效数字)(3)该实验小组在另一实验中先用一强光照射太阳能电池,并用如图3电路调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线a。再减小实验中光的强度,用一弱光重复实验,测得U-I曲线b,见图4.当滑动变阻器的电阻为某值时,若曲线a的路端电压为1.5V。则滑动变阻器的测量电阻为 ,曲线b外电路消耗的电功率为 W(计算结果保留两位有效数字)。

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,交流发电机E,通过理想升压变压器T1和降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R.其中U1、U3和P1 、P3为T1、T2的输入电压和输入功率,U2、U4和P2、P4为T1、T2的输出电压和输出功率。设U1一定,则在正常工作情况下有

A.U1>U2

B.U2>U3

C.P3>P4

D.P1>P4

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科目:高中物理 来源: 题型:


某同学利用以下器材测量电源电动势、内阻和定值电阻的阻值.

待测电源(电动势约3V,内阻约1Ω)

一个阻值未知的电阻               电压表两块(内阻很大,量程3V)

电流表(内阻约为5Ω,量程0.6A)    滑动变阻器A(0~30Ω,3A)

滑动变阻器B(0~200Ω,0.2A)        电键一个,导线若干

该同学设计了如图甲的电路,用、、I分别表示电表、、A的读数.将滑动变阻器的滑片移到不同位置时,得到下表所示数据:

根据题中所给信息回答下列问题:

(1)滑动变阻器应选择___(选填器材代号“A”或“B”);

(2)根据甲图用笔画线代替导线把乙图中的实物图补充完整;

(3)该同学根据表中数据在图丙中已经画出了-I(=-)图线,请你在图中画出-I图线;

(4)根据图线,求出电源电动势E=___V,内阻r=___Ω,定值电阻=___Ω.

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科目:高中物理 来源: 题型:


下列说法正确的是___

A.普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子假说

B.卢瑟福将量子观点引入到原子模型中,成功解释了氢原子的发光现象

C.汤姆孙在研究γ射线时发现了电子

D.我国科学家钱三强和何泽彗夫妇研究铀核裂变时,发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分

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科目:高中物理 来源: 题型:


在透明均匀介质内有一球状空气泡,一束包含ab两种单色光的细光束从介质射入气泡,A为入射点,之后ab光分别从CD点射向介质,如图所示.已知A点的入射角为30°,介质对a光的折射率na =.下列判断正确的是

A.a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为30°

B.在该介质中,光传播速度va >vb

C.光从该介质射向空气发生全反射时,临界角Ca >Cb

D.ab光分别通过同一双缝干涉装置时,屏上相邻两干涉条纹的间距xa >xb

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,abcd构成一个边长为L的正方形区域,在ac连线的右下方存在场强大小为E、方向垂直于ad向上的匀强电场,在∆abc区域内(含边界)存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,在∆abc区域外、ac连线的左上方存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场,两磁场区域的磁感应强度大小相等.现有两个可视为质点、质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子同时从a点射出,粒子甲的初速度方向由a指向d,粒子乙的初速度方向由a指向c,当乙经b到达c点时,刚好与只在电场中运动的甲相遇.若空间为真空,不计粒子重力和粒子间的相互作用力,忽略粒子运动对电、磁场产生的影响。求:

(1)甲的速率v甲和甲从ac经历的时间t

(2)乙的速率v乙和磁感应强度大小B满足的条件。

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科目:高中物理 来源: 题型:


在半径为r、电阻为R的圆形导线框内,以直径为界,左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场.以垂直纸面向外的磁场为正,两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示.则0~t0时间内,导线框中

   A.没有感应电流

   B.感应电流方向为逆时针

   C.感应电流大小为πr2B0/(t0R) 

   D.感应电流大小为2πr2B0/(t0R


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科目:高中物理 来源: 题型:


为了测量某一未知电阻Rx的阻值,某实验小组找来以下器材:电压表(0~3V,内阻约3kΩ)、电流表(0~0.6A,内阻约0. 5Ω)、滑动变阻器(0~15Ω,2A)、电源(E=3V,内阻很小)、开关与导线,并采用如图甲所示的电路图做实验。

①请按图甲所示的电路图将图乙中实物连线图补齐;

②图乙中,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于_______端(选填“a”、“b”)。

③闭合开关,缓慢调节滑动变阻器,得到多组电压表与电流表的读数,根据实验数据在 坐标系中描出坐标点,请你完成U-I图线;

④根据U-I图可得,该未知电阻的阻值Rx=______。(保留两位有效数字)

⑤由于实验中使用的电表不是理想电表,会对实验结果造成一定的影响,则该小组同学实验测出的电阻值_____________ Rx的真实值(填“>”、“<”或“=”)。

⑥利用现有的仪器,为了更加精确地测量这个电阻的阻值,请你给该实验小组提出建议并说明理由

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