练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    （14分）如图所示，相距为d的平行金属板M、N间存在匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度为Bo的匀强磁场；在xoy直角坐标平面内，第一象限有沿y轴负方向场强为E的匀强电场，第四象限有垂直坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m、电量为q的正离子（不计重力）以初速度Vo沿平行于金属板方向射入两板间并做匀速直线运动。从P点垂直y轴进入第一象限，经过x轴上的A点射出电场，进入磁场。已知离子过A点时的速度方向与x轴成45o角。求：

    （1）金属板M、N间的电压U；
    （2）离子运动到A点时速度V的大小和由P点运动到A点所需时间t；
    （3）离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C（图中未画出）与坐标原点的距离OC。
    （1）　（2）　　（3）

    试题分析：离子的运动轨迹如下图所示

    （1）设平行金属板M、N间匀强电场的场强为，则有： 
    因离子所受重力不计，所以在平行金属板间只受有电场力和洛伦兹力，又因离子沿平行于金属板方向射入两板间并做匀速直线运动，则由平衡条件得：  
    解得：金属板M、N间的电压 
    （2）在第一象限的电场中离子做类平抛运动，则由运动的合成与分解得：
    故离子运动到A点时的速度：
    根据牛顿第二定律： 
    设离子电场中运动时间t ，出电场时在y方向上的速度为，则在y方向上根据运动学公式得 且
    联立以上各式解得，离子在电场E中运动到A点所需时间：
    （3）在磁场中离子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则由牛顿第二定律有：
    解得：
    由几何知识可得
    在电场中，x方向上离子做匀速直线运动，则
    因此离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C与坐标原点的距离为：
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极，当含有大量正负离子（其重力不计）的污水充满管口从左向右流经该装置时，利用电压表所显示的两个电极间的电压U，就可测出污水流量Q（单位时间内流出的污水体积）．则下列说法正确的是（     ）
    A．后表面的电势一定高于前表面的电势，与正负哪种离子多少无关
    B．若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零
    C．流量Q越大，两个电极间的电压U越大
    D．污水中离子数越多，两个电极间的电压U越大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    (10分)如图所示，水平方向的匀强电场场强为E，场区宽度为L，竖直方向足够长，紧挨着电场的是垂直于纸面向外的两个匀强磁场区域，其磁感应强度分别为B和2B。一个质量m，电荷量为q的带正电粒子，其重力不计，从电场的边界MN上的a点由静止释放，经电场加速后进入磁场，经过时间穿过中间磁场，进入右边磁场后能按某一路径再返回到电场的边界MN上的某一点b，途中虚线为场区的分界面。求：

    (1)中间场区的宽度d；
    (2)粒子从a点到b点所经历的时间；
    (3)当粒子第n次返回电场的MN边界时与出发点之间的距离。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （12分）足够长的平行金属导轨MN和PK表面粗糙，与水平面之间的夹角为α，间距为L。垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度为B，MP间接有阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，其他电阻不计。如图所示，用恒力F沿导轨平面向下拉金属杆ab，使金属杆由静止开始运动，杆运动的最大速度为vm，t s末金属杆的速度为v1，，前t s内金属杆的位移为x，（重力加速度为g）求：

    （1）金属杆速度为v1时加速度的大小；
    （2）整个系统在前t s内产生的热量。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    下图是某装置的垂直截面图，虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在A1A2的右侧区域，磁感应强度B="0.4" T，方向垂直纸面向外，A1A2与垂直截面上的水平线夹角为45°。A1A2在左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为S1、S2，相距L="0.2" m。在薄板上P处开一小孔，P与A1A2线上点D的水平距离为L。在小孔处装一个电子快门。起初快门开启，一旦有带正电微粒通过小孔，快门立即关闭，此后每隔T=3.0×10-3s开启一此并瞬间关闭。从S1S2之间的某一位置水平发射一速度为v0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到P处小孔。通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍。

    （1）经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v0应为多少？
    （2）求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。（忽略微粒所受重力影响，碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比C/kg。只考虑纸面上带电微粒的运动）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图（甲）所示的轮轴，它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动。轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一重物，另一端系一质量为m的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R的电 阻，其余电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于导轨下端，将质量为M的重物由静止释放，重物最终能匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，忽略所有摩擦。

    (1)重物匀速下降的速度V的大小是多少？
    (2)对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的重物做匀速运动时的速度，可得出v-M实验图线。图（乙）中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线，试根据实验结果计算B1和B2的比值。
    (3)若M从静止到匀速的过程中一目下降的高度为h，求这一过程中R上产生的焦耳热

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （16分）如图所示，在xoy平面的第四象限内存在沿y轴正方向的匀强磁场，场强大小为E，第一象限存在一有界匀强磁场，方向垂直于xoy平面向里，磁感应强度为B，磁场上边界与x轴正向夹角θ=30°，直线MN与y轴平行，N点坐标为（L,0），现从MN上的P点无初速度释放质量为m，电荷量为q的带正电粒子，不计粒子的重力，求：

    （1）若粒子进入磁场后将垂直于上边界射出磁场，求PN之间的距离；
    （2）若粒子进入磁场后能再次回到电场中，则PN之间的距离应满足什么条件？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如右图所示，在某空间实验室中，有两个靠在一起的等大的圆柱形区域，分别存在着等大反向的匀强磁场，磁感应强度，磁场区域半径，左侧区圆心为，磁场向里，右侧区圆心为，磁场向外．两区域切点为C.今有质量.带电荷量的某种离子，从左侧区边缘的A点以速度正对O1的方向垂直磁场射入，它将穿越C点后再从右侧区穿出．求：

    (1)该离子通过两磁场区域所用的时间．
    (2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大？(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （20分）如图（甲）所示，A、B为两块距离很近的平行金属板，板中央有小孔O和O＇，一束电子以初动能E0=120eV，从小孔O不断地垂直于A板射入A、B之间，在B板右侧，平行金属板M、N关于OO＇连线对称放置，在M、N之间形成一个匀强电场，金属板长L=2×10-2m，板间距离d=4×10-3m，偏转电场所加电压为u2=20V，现在A、B两板间加一个如图（乙）所示的变化电压u1，在t=0到t=2s的时间内，A板电势低于B板，则在u1随时间变化的第一个周期内：

    （1）在哪段时间内射入A板的电子可从B板上的小孔O＇射出？
    （2）在哪段时间内射入A板的电子能从偏转电场右侧飞出?
    （由于A、B两板距离很近，可认为电子穿过A、B板所用的时间极短，可不计。）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案