【题目】如图所示,两水平放置的平行金属板a、b,板长L=0.2m,板间距d=0.2m.两金属板间加可调控的电压U,且保证a板带负电,b板带正电,忽略电场的边缘效应.在金属板右侧有一磁场区域,其左右总宽度s=0.4m,上下范围足够大,磁场边界MN和PQ均与金属板垂直,磁场区域被等宽地划分为n(正整数)个竖直区间,磁感应强度大小均为B=5×10﹣3T,方向从左向右为垂直纸面向外、向内、向外….在极板左端有一粒子源,不断地向右沿着与两板等距的水平线OO′发射比荷=1×108C/kg、初速度为v0=2×105m/s的带正电粒子.忽略粒子重力以及它们之间的相互作用.
(1)当取U何值时,带电粒子射出电场时的速度偏向角最大;
(2)若n=1,即只有一个磁场区间,其方向垂直纸面向外,则当电压由0连续增大到U过程中带电粒子射出磁场时与边界PQ相交的区域的宽度;
(3)若n趋向无穷大,则偏离电场的带电粒子在磁场中运动的时间t为多少?
【答案】(1)400V(2)(3)
【解析】
试题分析:(1)设速度偏向角为θ,则,显然当最大时,tanθ最大.
当粒子恰好从极板右边缘出射时,速度偏向角最大.
竖直方程:,;
水平方程:
解得:U=400V
(2)由几何关系知,逐渐增大,速度偏向角变大,磁偏转半径变大,与PQ交点逐渐上移.
当U=0时,交点位置最低(如图中D点):
由得:;
此时交点D位于OO′正下方0.4m处.当U=400V时,交点位置最高(如图中C点):
由,得:
由,得:
由,得入射方向为与水平方向成45°角;
由几何关系得,此时交点位于OO′正上方处.
所以交点范围宽度为:(m)
(3)考虑粒子以一般情况入射到磁场,速度为v,偏向角为θ,当n趋于无穷大时,运动轨迹趋于一条沿入射速度方向的直线(渐近线),又因为速度大小不变,因此磁场中运动可以等效视为匀速直线运动
轨迹长度为:,运动速率为:
时间为:,代入数据解得:
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【题目】国家游泳中心——水立方,像一个蓝色透明的“冰块”,透过它,游泳中心内部设施尽收眼底.这种独特的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫做ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚体)的膜材料,这种膜材料属于非晶体,那么它具有的特性是( )
A. 在物理性质上具有各向同性
B. 在物理性质上具有各向异性
C. 具有一定的熔点
D. 没有一定的熔点
E. 可以做成规则形状的物体
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【题目】如图所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1 m.导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2 kg,棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连(绳与棒垂直),物体的质量为M=0.3 kg.导体棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5(g取10 m/s2),匀强磁场的磁感应强度B=2 T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在棒中通入多大的电流?方向如何?
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【题目】如图所示,在平行竖直虚线a与b、b与c、c与d之间分别存在着垂直于虚线的匀强电场、平行于虚线的匀强电场、垂直纸面向里的匀强磁场,虚线d处有一荧光屏。大量正离子(初速度和重力均忽略不计)从虚线a上的P孔处进入电场,经过三个场区后有一部分打在荧光屏上。关于这部分离子,若比荷q/m越大,则离子( )
A.经过虚线C的位置越低
B.经过虚线C的速度越大
C.打在荧光屏上的位置越低
D.打在荧光屏上的位置越高
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【题目】对红外线的作用及来源正确的叙述有( )
A. 一切物体都在不停地辐射红外线
B. 红外线有很强的荧光效应
C. 红外线最显著的作用是热作用
D. 红外线容易穿过云雾、烟尘
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【题目】如图,a、b、c是在地球大气层外同一平面内圆形轨道上运动的三颗卫星,( )
A. b、c的角速度相等,且大于a的角速度
B. b、c的周期相等,且小于a的周期
C. b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度
D. b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度
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【题目】如图所示,一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光,取其中a.b.c三种色光,下列说法正确的是:( )
A. 若b光为绿光,则c光可能为蓝光
B. 若分别让a.b.c三色光通过一双缝装置,则a光形成的干涉条纹的间距最小
C. a.b.c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D. 若让a.b.c三色光以同一入射角,从某介质射向空气,b光恰能发生全反射,则c光也一定能发生全反射
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【题目】如图所示,一个绝缘粗糙平台OABC,AB长L=2 m,OA高h=1 m.以O点为原点建立坐标系Oxy,y轴左侧空间存在方向斜向右上方与水平方向成45°角、电场强度E=10 N/C的匀强电场;平台的右侧存在一坡面,坡面的抛物线方程为y=x2.在平台左侧B处有一个质量为m=0.2 kg、电荷量为q=+0.1 C的物块,物块与桌面的动摩擦因数μ=0.2.在电场力作用下,物块开始向右运动,从A点水平飞出,最后落在坡面上(g=10 m/s2).求:
(1)物块从A点水平飞出的速度;
(2)物块落到坡面上的动能.
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【题目】如图所示,金属杆ab、cd置于足够长的平行轨道MN、PQ上,可沿轨道滑动,轨道所在的空间有竖直向上匀强磁场,导轨电阻不计。则下面说法中正确的是
A. 若轨道光滑,给ab一初速度v0,则最终ab、cd一定做匀速运动且速度大小均为0.5v0
B. 若轨道光滑,给ab施加一个垂直于ab的恒定外力作用,则最终二者一定做匀加速运动,且速度差恒定
C. 若轨道粗糙,给ab施加一个垂直于ab的恒定外力作用,则最终二者一定做匀加速运动,且速度差恒定
D. 若将cd换成固定于MN、PQ间的一电容器,且轨道光滑,给ab施加一个垂直于ab的恒定外力,则最终ab一定做匀加速直线运动
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