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        1. 如圖所示,真空中水平放置的平行金屬板CD相距很近,上面分別開有小孔。平行金屬導(dǎo)軌P、Q水平放置,導(dǎo)軌的一端接有阻值為的電阻R,金屬板CD接在電阻R的兩端。導(dǎo)軌垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)軌間距,電阻為的金屬桿AB緊貼著導(dǎo)軌沿平行導(dǎo)軌方向在磁場中做往復(fù)運(yùn)動,其速度圖象如圖所示,規(guī)定向右的方向為速度的正方向。從t = 0時刻開始,由C板小孔處連續(xù)不斷地以垂直于C板方向飄入質(zhì)量為、電荷量絕對值為的正、負(fù)帶電粒子,設(shè)飄入的速率很小,可視為零。在D板外側(cè)有以MN為邊界、磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場,MN處放有熒光屏(當(dāng)帶電粒子打在屏上時熒光粉會發(fā)光),MND相距,B1的方向豎直向上,B2的方向垂直紙面向里。不計導(dǎo)軌的其它電阻、粒子的重力及其相互作用,且不計粒子在C、D兩板間的運(yùn)動時間.問:

          (1)要使熒光粉發(fā)光,粒子從垂直飛入磁場時的速率至少為多大?

          (2)0~4s內(nèi)哪些時刻從處飄入的粒子能穿過電場并打在熒光屏上?

          (3)熒光屏上發(fā)光亮線的總長度是多少?

          (1)至少為(2)在0.5s~1.5s和2.5s~3.5s時間內(nèi)從處飄入的粒子能穿過電場并打在熒光屏上。(3)


          解析:

          (1)分析可知,粒子運(yùn)動半徑r至少為d時才能打在熒光屏上,由(或)------------------------------------------------2分

          解得:------------------------------------------------------------------1分

          即要使熒光粉發(fā)光,粒子從垂直飛入磁場的速度至少為

          (2)設(shè)C、D間的加速電壓至少為U時,粒子從垂直飛入磁場的速度為,由動能定理得:--------------------------------------------------------------2分

          解得:------------------------------------------------------------------------1分

          設(shè)棒對應(yīng)的運(yùn)動速度為時,C、D間的加速電壓為U。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:----------------------------------------------------------------------------------------2分

          根據(jù)閉合電路的歐姆定律:--------------------------------------------1分

          聯(lián)立解得:-----------------------------------------------------------------1分

          由圖象分析可得:在0.5s~1.5s和2.5s~3.5s時間內(nèi)從處飄入的粒子能穿過電場并打在熒光屏上。--------------------------------------------------------------------------------1分

          (3)對應(yīng)棒運(yùn)動的最大速度,棒中產(chǎn)生的電動勢最大,設(shè)為,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有:----------------------------------1分

          C、D兩板間的最大電壓--------------------------1分

          粒子進(jìn)入磁場的最大速度為

          ----------------------------------------------------1分

          在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的最大半徑為:

          --------------------1分

          如圖所示,根據(jù)幾何知識,

          -----------------------------------------------1分

          在熒光屏左邊亮線的長度為-------------1分

          根據(jù)對稱性可知在右邊也有11.72cm的亮線,故熒光屏上發(fā)光亮線的總長度為

          -------------------------------------------------------------------------1分

          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2011?鹽城一模)如圖所示,真空中水平放置長為L的平行金屬板,以兩板中間線為x軸,以垂直于極板過極板右端為y軸建立坐標(biāo)系.在t=0時,將圖中所示的電壓加在兩板上,與此同時持續(xù)不斷的電子沿x軸以速度υ0飛入電場,均能從兩板間飛出.關(guān)于電子穿過y軸的位置,正確的描述是( 。

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2008?青島二模)如圖所示,真空中水平放置的兩個相同極板Y和Y'長為L,相距d,足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距b.在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓U,一束質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(不計重力)從兩板左側(cè)中點A以初速度v0沿水平方向射入電場且能穿出.
          (1)證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心O點;
          (2)求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓U的范圍;
          (3)求粒子可能到達(dá)屏上區(qū)域的長度.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          精英家教網(wǎng)如圖所示,真空中水平放置的兩個相同極板Y和Y'長為L,相距d,足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距b.在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓U,一束質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(不計重力)從兩板左側(cè)中點A以初速度v0沿水平方向射入電場且能穿出.
          (1)求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓U的范圍;
          (2)求粒子可能到達(dá)屏上區(qū)域的長度.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

           (2012·鹽城高三第一次調(diào)研)如圖所示,真空中水平放置長為L的平行金屬板,以兩板中間線為x軸,以垂直于極板且過極板右端為y軸建立坐標(biāo)系.在t=0時,將圖中所示的電壓加在兩板上,與此同時持續(xù)不斷的電子沿x軸以速度v0飛入電場,均能從兩板間飛出.關(guān)于電子穿過y軸的位置,正確的描述是(  )

          A.當(dāng)Lv0T時,電子從同一位置穿過,這個位置在y軸正方向某處

          B.當(dāng)Lv0T時,電子從兩個不同位置穿過,一個在坐標(biāo)原點,一個在y軸正方向某處

          C.當(dāng)Lv0T時,電子在一段區(qū)域穿過,這個區(qū)域在y軸正方向上從原點開始

          D.當(dāng)Lv0T時,電子在一段區(qū)域穿過,這個區(qū)域在y軸正方向上不包括原點在內(nèi)

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          科目:高中物理 來源: 題型:

           (2012·鹽城高三第一次調(diào)研)如圖所示,真空中水平放置長為L的平行金屬板,以兩板中間線為x軸,以垂直于極板且過極板右端為y軸建立坐標(biāo)系.在t=0時,將圖中所示的電壓加在兩板上,與此同時持續(xù)不斷的電子沿x軸以速度v0飛入電場,均能從兩板間飛出.關(guān)于電子穿過y軸的位置,正確的描述是(  )

          A.當(dāng)Lv0T時,電子從同一位置穿過,這個位置在y軸正方向某處

          B.當(dāng)Lv0T時,電子從兩個不同位置穿過,一個在坐標(biāo)原點,一個在y軸正方向某處

          C.當(dāng)Lv0T時,電子在一段區(qū)域穿過,這個區(qū)域在y軸正方向上從原點開始

          D.當(dāng)Lv0T時,電子在一段區(qū)域穿過,這個區(qū)域在y軸正方向上不包括原點在內(nèi)

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