练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，水平放置的平行金属板A和B间的距离为d，板长L=d，B板的右侧边缘恰好是倾斜挡板NM上的一个小孔K，NM与水平挡板NP成60°角，K与N间的距．现有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从AB的中点O以平行于金属板方向OO'的速度v射入，不计粒子的重力．现在A、B板上加一恒定电压，则该粒子穿过金属板后恰好穿过小孔K．
    （1）求A、B板上所加的恒定电压大小．
    （2）求带电粒子到达K点的速度．
    （3）在足够长的NM和NP两档板所夹的某一区域存在一垂直纸面向里的匀强磁场，使粒子经过磁场偏转后能垂直打到水平挡板NP上（之前与挡板没有碰撞），求该磁场的磁感应强度的最小值Bmin．

    【答案】分析：（1）带电粒子做类平抛运动，根据平抛运动的基本公式即可求解；
    （2）先求出射入的粒子，在进入K时竖直方向的分速度，再求出水平速度，根据速度的合成法则求出和速度；
    （3）粒子从K点入射后做匀速直线运动从D点开始进入磁场，粒子在进入磁场后，根据左手定则，所受的洛伦兹力斜向上，要使粒子能垂直打到水平挡板NP，则粒子需偏转300°后从E射出，做匀速直线运动垂直打到NP．粒子作圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，要使B最小，则要半径r最大，临界情况是圆周运动的轨迹恰好跟两挡板相切，结合几何关系即可求解．
    解答：解：（1）带电粒子做类平抛运动，则：L=vt    ①（1分）
      ②（1分）
    a=③（1分）
    把L=代入①②③式可得：U=④
    （2）射入的粒子，在进入K时竖直方向的分速度为vy，则： ⑤
    水平方向：L=⑥（1分）
    得：tanθ=⑦（1分）
    v=⑧
    则θ=30°⑨，即粒子垂直MN板入射．
    （3）如图所示，粒子从K点入射后做匀速直线运动从D点开始进入磁场，粒子在进入磁场后，根据左手定则，所受的洛伦兹力斜向上，要使粒子能垂直打到水平挡板NP，则粒子需偏转300°后从E射出，做匀速直线运动垂直打到NP．
    粒子作圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，即
    Bqv=⑩
    可得B=
    要使B最小，则要半径r最大，临界情况是圆周运动的轨迹恰好跟两挡板相切，如图所示，根据对称性圆周运动的圆心C、交点G位于∠MNP的角平分线上，则由几何关系可得：
    CDKF是边长为r的正方形．则在三角形NCF中，有
    可得r=                                      
    解得：
    答：（1）A、B板上所加的恒定电压大小为．
    （2）带电粒子到达K点的速度为，粒子垂直MN板入射．
    （3）该磁场的磁感应强度的最小值为．
    点评：本题主要考查了平抛运动、圆周运动的基本公式的应用，要使B最小，则要半径r最大，临界情况是圆周运动的轨迹恰好跟两挡板相切，要求同学们能结合几何关系求解，难度较大．
    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： 题型：

    如图所示，水平放置的平行金属板A、B间距为d，带电粒子的电荷量为q，质量为m，粒子以速度v从两极板中央处水平飞入两极板间，当两板上不加电压时，粒子恰从下板的边缘飞出．现给AB加上一电压，则粒子恰好从上极板边缘飞出求：（1）两极板间所加电压U；（2）金属板的长度L．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，水平放置的矩形线圈abcd的面积为S，处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场内，则穿过矩形线圈的磁通量是
    BS
    BS
    ，当线圈绕ab边转过90°时，穿过它的磁通量为
    0
    0
    ．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，水平放置的白色的传送带以速度v=6m/s向右匀速运行，现将一小煤块轻轻地放在传送带A端，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，若A端与B端相距30m，则（g=10m/s2）（　　）
    A、小煤块先作匀加速直线运动，后作匀速直线运动B、小煤块一直作匀加速直线运动C、全过程中，小煤块先受到向右的滑动摩擦力，后不受摩擦力作用D、全过程中，小煤块先受到向右的滑动摩擦力，后受到向右的静摩擦力作用

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场．今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10?18C的带正电的粒子（不计重力），从贴近a板的左端以υ0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到边界b的Q（图中未标出）处．试求
    （1）粒子穿过狭缝P时的速度υ及其与b板的夹角θ．
    （2）P、Q之间的距离L．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，水平放置的平行板电容器，原来AB两板不带电，B极板接地，它的极板长L=0.1m，两板间距离d=0.4×10-2m，现有一微粒质量m=2.0×10-6kg，带电量q=+1.0×10-8C，以一定初速度从两板中央平行于极板射入，由于重力作用微粒恰好能落到A板上中点O处，不反弹．忽略平行板电容器的边缘效应，取g=10m/s2．试求：
    （1）带电粒子入射初速度的大小；
    （2）现使电容器带上电荷，使带电微粒能从平行板电容器的右侧射出，且不碰板．则带电后A板的电势应满足什么条件？

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案