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          精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
          
			
          
				
          如圖甲所示，兩平行金屬板的板長l=0.20 m，板間距d=6.0×10-2 m，在金屬板右側有一范圍足夠大的方向垂直于紙面向里的勻強磁場，其邊界為MN，與金屬板垂直。金屬板的下極板接地，上極板的電壓u隨時間變化的圖線如圖乙所示，勻強磁場的磁感應強度B=1.0×10-2 T�，F有帶正電的粒子以v0=5.0×105 m/s的速度沿兩板間的中線OO'連續(xù)進入電場，經電場后射入磁場。已知帶電粒子的比荷，粒子的重力忽略不計，假設在粒子通過電場區(qū)域的極短時間內極板間的電壓可以看作不變，不計粒子間的作用(計算中取tan15°=4/15)。
          (1)求t=0時刻進入的粒子，經邊界MN射入磁場和射出磁場時兩點間的距離； 
          (2)求t=0.30 s時刻進入的粒子，在磁場中運動的時間； 
          (3)試證明：在以上裝置不變時，以v0射入電場比荷相同的帶電粒子，經邊界MN射入磁場和射出磁場時兩點間的距離都相等。 
          

          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
          解：(1)t=0時，μ=0，帶電粒子在極板間不偏轉，水平射入磁場 


          s=2r=1.0m
          (2)帶電粒子在勻強電場中水平方向的速度v0=5.0×105 m/s 
          豎直方向的速度為
          所以進入磁場時速度與初速度方向的夾角為α


          解得α=15° 
          由幾何關系可知，帶電粒子在磁場中運動的圓弧所對的圓心角為φ，即為150°，設帶電粒子在磁場中運動的時間為t，所以
           (3)證明：設帶電粒子射入磁場時的速度為v，帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑為r 

          進入磁場時帶電粒子速度的方向與初速度的方向的夾角為α 

          由幾何關系可知，帶電粒子在磁場中運動的圓弧所對的圓心角為φ=π-2α，帶電粒子在磁場中的圓滑所對的弦長為s，s=2rcosφ 

          從上式可知，弦長s取決于磁感應強度、粒子的比荷及初速度，而與電場無關
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關習題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2011?徐州一模）如圖甲所示，兩條足夠長的光滑平行金屬導軌豎直放置，導軌問距為L=1m，兩導軌的，上端間接有電阻，阻值R=2Ω 虛線OO′下方是垂宣予導軌平面向里的勻強磁場，磁場磁感應強度為2T，現將質量m=0.1kg電阻不計的金屆桿ab，從OO′上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過程中與導軌保持良好接觸，且始終保持水平，不計導軌的電阻．已知金屬桿下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關系圖象如圖乙所示．求：
          （1）金屬桿剛進入磁場時速度多大？下落了0.3m時速度為多大？
          （2）金屬桿下落0.3m的過程中，在電阻R上產生的熱量？
          （3）金屬桿下落0.3m的過程中，通過電阻R的電荷量q？
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2013?棗莊一模）如圖甲所示，兩平行金厲板A，B的板長L=0.2m，板間距d=0.2m．兩金屬板 間加如圖乙所示的交變電壓，并在兩板間形成交變的勻強電場，忽略其邊緣效應．在金 屬板上側有方向垂直于紙面向里的勻強磁場，其上下寬度D=0.4m，左右范圍足夠大，邊界MN和PQ均與金屬板垂直，勻強磁場的磁感應強度B=1x 1O-2T．在極板下側中點O處有一粒子源，從t=0時起不斷地沿著00'發(fā)射比荷
          q
          m
          =1x108C/kg、初速度v0=2x 105m/s的帶正電粒子．忽略粒子重力、粒子間相互作用以及粒子在極板間飛行時極 板間的電壓變化．sin30=0.5，sin37=0.6，sin45=
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          ．
          （1）求粒子進入磁場時的最大速率
          （2）對于在磁場中飛行時間最長的粒子，求出其在磁場中飛行的時間以及由0點出發(fā) 的可能時刻．
          （3）對于所有能從MN邊界飛出磁場的粒子，試求這些粒子在MN邊界上出射區(qū)域的寬度．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：棗莊一模
				題型：填空題
			
          

						
          如圖甲所示，兩平行金厲板A，B的板長L=0.2m，板間距d=0.2m．兩金屬板 間加如圖乙所示的交變電壓，并在兩板間形成交變的勻強電場，忽略其邊緣效應．在金 屬板上側有方向垂直于紙面向里的勻強磁場，其上下寬度D=0.4m，左右范圍足夠大，邊界MN和PQ均與金屬板垂直，勻強磁場的磁感應強度B=1x 1O-2T．在極板下側中點O處有一粒子源，從t=0時起不斷地沿著00'發(fā)射比荷
          q
          m
          =1x108C/kg、初速度v0=2x 105m/s的帶正電粒子．忽略粒子重力、粒子間相互作用以及粒子在極板間飛行時極 板間的電壓變化．sin30=0.5，sin37=0.6，sin45=
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          ．
          （1）求粒子進入磁場時的最大速率
          （2）對于在磁場中飛行時間最長的粒子，求出其在磁場中飛行的時間以及由0點出發(fā) 的可能時刻．
          （3）對于所有能從MN邊界飛出磁場的粒子，試求這些粒子在MN邊界上出射區(qū)域的寬度．

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				科目：高中物理
				來源：2011-2012學年江蘇省常州市高二（上）期末物理試卷（解析版）
				題型：解答題
			
          

						
          如圖甲所示，兩條足夠長的光滑平行金屬導軌豎直放置，導軌問距為L=1m，兩導軌的，上端間接有電阻，阻值R=2Ω 虛線OO′下方是垂宣予導軌平面向里的勻強磁場，磁場磁感應強度為2T，現將質量m=0.1kg電阻不計的金屆桿ab，從OO′上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過程中與導軌保持良好接觸，且始終保持水平，不計導軌的電阻．已知金屬桿下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關系圖象如圖乙所示．求：
          （1）金屬桿剛進入磁場時速度多大？下落了0.3m時速度為多大？
          （2）金屬桿下落0.3m的過程中，在電阻R上產生的熱量？
          （3）金屬桿下落0.3m的過程中，通過電阻R的電荷量q？
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：2013年山東省棗莊市高考物理一模試卷（解析版）
				題型：解答題
			
          

						
          如圖甲所示，兩平行金厲板A，B的板長L=0.2m，板間距d=0.2m．兩金屬板 間加如圖乙所示的交變電壓，并在兩板間形成交變的勻強電場，忽略其邊緣效應．在金 屬板上側有方向垂直于紙面向里的勻強磁場，其上下寬度D=0.4m，左右范圍足夠大，邊界MN和PQ均與金屬板垂直，勻強磁場的磁感應強度B=1x 1O-2T．在極板下側中點O處有一粒子源，從t=0時起不斷地沿著00'發(fā)射比荷=1x108C/kg、初速度v0=2x 105m/s的帶正電粒子．忽略粒子重力、粒子間相互作用以及粒子在極板間飛行時極 板間的電壓變化．sin30=0.5，sin37=0.6，sin45=．
          （1）求粒子進入磁場時的最大速率
          （2）對于在磁場中飛行時間最長的粒子，求出其在磁場中飛行的時間以及由0點出發(fā) 的可能時刻．
          （3）對于所有能從MN邊界飛出磁場的粒子，試求這些粒子在MN邊界上出射區(qū)域的寬度．

          

			
          

			
          
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