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如图所示,一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、QPQ连线垂直金属板;N板右侧的圆形区域A内分布有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,圆半径为r,且圆心OPQ的延长线上,两平行金属板与匝数为n,边长为a的正方形线圈相连,现有垂直于线圈平面均匀增大的磁场,磁感应强度变化率为,一质量为m、电量为q的带负电粒子(重力不计),初速度为零,从P点进入两板间,求:

(1)两平行板之间的电势差

(2)粒子从Q点射出时的速度

(3)带电粒子通过该圆形磁场的偏转角θ

(1)(2)(3)


解析:

(1)根据法拉第电磁感应定律   ……………………….(3分)

所以,两板间电压                     …………………….(2分)

(2)粒子在电场中加速,由动能定理         …………………….(2分)

所以,粒子射出两极板时的速度:  …………… (3分)  

(3)粒子进入偏转磁场,如图所示

设偏转角为θ,粒子做圆周运动的半径为R,由几何关系

有:              ………………… (2分)         

由牛顿第二定律:   ………………(2分)

化简得:     …………… (4分)

即: 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ的连线垂直于金属板,两板间距为d。

图甲

(1)如果在板M、N间加上垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间变化如图乙所示。t=0时刻,质量为m、电量为-q的粒子沿PQ方向以速度v\-0射入磁场,正好垂直于N板从Q孔射出磁场。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间恰为一个周期,且与磁感应强度变化的周期相同,求v0的大小。

图乙

(2)如果在板M、N间加上沿PQ方向的电场,场强随时间变化如图丙所示。在P孔处放一粒子源,粒子源连续不断地放出质量为m、带电量为+q的粒子(粒子初速度和粒子间相互作用力不计),已知只有在每个周期的前14个周期的时间内放出的带电粒子才能从小孔Q处射出,求这些带电粒子到达Q孔处的速度范围。

图丙

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,水平桌面上放着一对平行金属导轨,左端与一电源相连,中间还串有一开关K.导轨上放着一根金属棒ab,空间存在着匀强磁场.已知两导轨间距为d,电源电动势为E,导轨电阻及电源内阻均不计,ab棒的电阻为R,质量为m,棒与导轨间摩擦不计.闭合开关K,ab棒向右运动并从桌边水平飞出,已知桌面离地高度为h,金属棒落地点的水平位移为s.下面的结论中正确是

A.磁场力对ab棒的冲量大小

B.磁场力对ab棒所做的功

C.开始时ab棒离导轨右端的距离

D.ab棒在导轨上运动时间

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ的连线垂直于金属板,两板间距为d。
       (1)如果在板M、N之间加上垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间变化如图乙所示。T=0时刻,质量为m、电量为-q的粒子沿PQ方向以速度射入磁场,正好垂直于N板从Q孔射出磁场。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间恰为一个周 期,且与磁感应强度变化的周期相同,求的大小。
       (2)如果在板M、N间加上沿PQ方向的电场,场强随时间变化如图丙所示,在P孔处放一粒子源,粒子源连续不断地放出质量为m、带电量为+q的粒子(粒子初速度和粒子间相互作用力不计),已知只有在每个周期的个周期的时间内放出的带电粒子才能从小孔Q处射出,求这些带电粒子到达Q孔处的速度范围。

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ的连线垂直于金属板,两板间距为d。?

图甲

(1)如果在板MN间加上垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间变化如图乙所示。t=0时刻,质量为m、电量为-q的粒子沿PQ方向以速度v0射入磁场,正好垂直于N板从Q孔射出磁场。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间恰为一个周期,且与磁感应强度变化的周期相同,求v0的大小。?

图乙

(2)如果在板MN间加上沿PQ方向的电场,场强随时间变化如图丙所示。在P孔处放一粒子源,粒子源连续不断地放出质量为m、带电量为+q?的粒子(粒子初速度和粒子间相互作用力不计),已知只有在每个周期的前14个周期的时间内放出的带电粒子才能从小孔Q处射出,求这些带电粒子到达Q孔处的速度范围。?

图丙

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ的连线垂直于金属板,两板间距为d。

    (1)如果在板M、N之间加上垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间变化如图乙所示。T=0时刻,质量为m、电量为-q的粒子沿PQ方向以速度射入磁场,正好垂直于N板从Q孔射出磁场。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间恰为一个周 期,且与磁感应强度变化的周期相同,求的大小。

    (2)如果在板M、N间加上沿PQ方向的电场,场强随时间变化如图丙所示,在P孔处放一粒子源,粒子源连续不断地放出质量为m、带电量为+q的粒子(粒子初速度和粒子间相互作用力不计),已知只有在每个周期的个周期的时间内放出的带电粒子才能从小孔Q处射出,求这些带电粒子到达Q孔处的速度范围。

 


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