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如图8-3-25所示,带电平行金属板相距为2R,在两板间有垂直纸面向里\,磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域 ,与两板及左侧边缘线相切.一个带正电的粒子(不计重力)沿两板间中心线O1O2从左侧边缘O1点以某一速度射入,恰沿直线通过圆形磁场区域,并从极板边缘飞出,在极板间运动时间为t0.若撤去磁场,质子仍从O1点以相同速度射入,则经时间打到极板上.

图8-3-25

(1)求两极板间电压U

(2)若两极板不带电,保持磁场不变,该粒子仍沿中心线O1O2O1点射入,欲使粒子从两板左侧间飞出,射入的速度应满足什么条件?

解析 (1)设粒子从左侧O1点射入的速度为v0,极板长为L,粒子在初速度方向上做匀速直线运动

L∶(L-2R)=t0,解得L=4R

粒子在电场中做类平抛运动:L-2Rv0·

a

Ra()2

在复合场中做匀速运动:qqv0B

联立各式解得v0U

(2)设粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示,设其轨道半径为r,粒子恰好从上极板左边缘飞出时速度的偏转角为α,由几何关系可知:β=π-α=45°,rrR

因为R()2

所以

根据牛顿第二定律有qvBm

解得v

所以,粒子在两板左侧间飞出的条件为0<v<

答案 (1) (2)0<v<

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图4-2-13甲为实验装置简图(交流电的频率为50 Hz).

图4-2-13

(1)图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2(保留两位有效数字).

(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的,数据如下表:

实验次数

物理量  

1

2

3

4

5

6

7

8

小车加速度a/(m·s2)

1.90

1.72

1.49

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小车质量m/kg

0.25

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

/kg1

4.00

3.45

3.03

2.50

2.00

1.41

1.00

0.60

请在如图4-2-14所示的方格坐标纸中画出a图线,并依据图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是________.

图4-2-14

图4-2-15

(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线,如图4-2-15所示.该图线不通过原点,请你分析其主要原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

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科目:高中物理 来源: 题型:

质点做直线运动的vt图象如图1-3-14所示,规定向右为正方向,则该质点在前8 s内平均速度的大小和方向分别为                                         (  ).

图1-3-14

A.0.25 m/s 向右                     B.0.25 m/s 向左

C.1 m/s 向右                         D.1 m/s 向左

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图4-4-18所示,一质量m=0.4 kg的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数μ=0.1的水平轨道上的A点.现对滑块施加一水平外力,使其向右运动,外力的功率恒为P=10.0 W.经过一段时间后撤去外力,滑块继续滑行至B点后水平飞出,恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道,轨道的最低点D处装有压力传感器,当滑块到达传感器上方时,传感器的示数为25.6 N.已知轨道AB的长度L=2.0 m,半径OC和竖直方向的夹角α=37°,圆形轨道的半径R=0.5 m.(空气阻力可忽略,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求:

 (1)滑块运动到C点时速度vC的大小;

(2)B\,C两点的高度差h及水平距离x

(3)水平外力作用在滑块上的时间t.

图4-4-18

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图8-1-22所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L=0.25 m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E=12 V,内阻r=1 Ω,一质量m=20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好.整个装置处于磁感应强度B=0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计).金属导轨是光滑的,取g=10 m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求:

(1)金属棒所受到的安培力的大小.

(2)通过金属棒的电流的大小.

(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值.

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