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【题目】如图所示,在直角坐标系xOy中,有一沿半径方向的加速电场区域,ABCD为加速电场的两个同心半圆弧边界,圆心为O,外圆弧面AB电势为φ1,内圆弧面CD电势为φ2。在x轴上方有一与x轴相切的半径为R的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向里(未画出),圆心在y轴上O1处。在圆形磁场右侧的第一象限中存在着宽度为2R的匀强电场,方向沿y轴正方向,电场右边界存在着与y轴平行的足够长的探测板,与x轴相交于P点。假设质量为m,电荷量为q的带负电的粒子能均匀地吸附在AB圆弧上,并被加速电场从静止开始加速聚焦于原点O并进入圆形磁场,发现所有带电粒子出磁场时均平行于x轴正方向,后进入匀强电场并最终打在探测板上,并且从y轴正方向射入圆形磁场的粒子正好打在探测板的P点上。求:

1)粒子被加速电场加速后的速度大小和圆形匀强磁场B的大小;

2)匀强电场E的大小;

3)粒子打在探测板上的范围。

【答案】(1)(2)(3)-

【解析】

设在加速电场中加速后到达O点的速度为v0,由动能定理:

解得

由于出圆形磁场后的粒子速度方向均平行于x轴正方向,因此带电粒子在磁场中的轨迹圆半径等于磁场半径

解得

1)从y轴负方向进入O点的粒子在y=R处离开磁场做匀速直线运动,到达电场后做类平抛运动到达P点:

解得

2)带电粒子进入匀强电场后做类平抛运动,之后做匀速直线运动,知y=2R出射的粒子打在探测板上y=R处,y<R的出射的粒子打在P点下方的探测板上,设距x轴上方L(0<L<R)处出射的粒子打在探测板P点下方的距离为H,如图所示:

联立可得

HL求导,并令其等于0,得极值点

因此粒子打在探测板上的范围

练习册系列答案
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【题目】2018727日将发生火星冲日现象,我国整夜可见,火星冲日是指火星、地球和太阳儿乎排列成一线,地球位于太阳与火星之间 此时火星被太阳照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易于观察。地球和火星绕太阳公转的方向相同,轨迹都可近似为圆,火星公转轨道半径为地球的1.5倍,则( )

A. 地球的公转周期比火星的公转周期小

B. 地球的运行速度比火星的运行速度小

C. 火星冲日现象每年都会出现

D. 地球与火星的公转周期之出为

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【题目】(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1R2R3R4R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250μA,内阻为480Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别于两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA 挡和2.5 mA挡,欧姆×100Ω挡。

(1)(a)中的A端与________ (”)色表笔相连接;

(2)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”连接的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”连接的,则读数为________(结果均保留3为有效数字);

(3)根据题给条件可得R1+R2=________Ω。

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【题目】如图甲所示,电阻不计的N匝矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度大小为0.2T的水平匀强磁场中,导线框面积为0.5m2。导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,原副线圈的匝数比为101,副线圈接有一滑动变阻器R1副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是

A.闭合导线框中产生的交变电压的表达式为u100sin100t(V)

B.线框abcd的匝数N10匝

C.若滑动变阻器的滑片P向上移动,电流表的示数将减小

D.若导线框的转速加倍,变压器的输出功率将加倍

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【题目】如图所示电路,电源电动势为E,内阻为r。当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L(可看作纯电阻)都恰能正常工作。已知指示灯L的电阻为R0,额定电流为I,电动机M的线圈电阻为R,则下列说法中正确的是(  )

A.电动机的额定电压为IRB.电动机的输出功率为IE-I2R0+R+r

C.电源的输出功率为IE-I2rD.整个电路的热功率为I2R0+R

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【题目】快乐向前冲节目中有这样一种项目选手需要借助悬挂在高处的绳飞跃到鸿沟对面的平台上已知绳与竖直方向夹角为α绳的悬挂点O距平台的竖直高度为H绳长为L。如果质量为m的选手抓住绳子由静止开始摆动运动到O点的正下方时松手,做平抛运动,不考虑空气阻力和绳的质量下列说法正确的是:

A. 选手刚摆到最低点时处于超重状态

B. 选手刚摆到最低点时所受绳子的拉力为(3-2cosα)mg

C. 若绳与竖直方向夹角仍为αL=H/2时,落点距起点的水平距离最远

D. 若绳与竖直方向夹角仍为αL=H/3时,落点距起点的水平距离最远

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【题目】一简谐横波沿x轴正向传播,波源振动周期为T=0.4s,t=0时刻的波形如图(a)所示,x=0.3m处的质点的振动图线如图(b)所示,已知该波的波长大于0.3m . 下列判断正确的是______

A.t=0时刻,x=0.3m处质点比x=1.0m处质点加速度大

B.x=0.3m处的质点在t=0时刻的运动方向沿y轴正向

C.该波的波长为0.8m

D.在t=0时刻之前0.05s,x=0.3m处的质点在x轴上

E.该波的波速可以为4m/s

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【题目】在光电效应实验中,某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示(甲、乙交于Uc2)。则可判断出(  )

A.甲的光照强度小于乙的光照强度

B.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

C.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

D.若乙光能使某金属板发生光电效应,则丙光一定也可以

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A. 0 B. 12 N C. 20 N D. 30 N

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