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    如图所示，竖直放置的金属板A、B中间开有小孔，小孔的连线沿水平放置的金属板C、D的中间线，粒子源P可以间断地产生质量为、电荷量为的带正电粒子（初速不计），粒子在A、B间被加速后，再进入金属板C、D间偏转并均能从此电场中射出，已知金属板A、B间的电压，金属板C、D长度为L，间距，两板之间的电压随时间变化的图象如图乙所示。在金属板C、D右侧有一个垂直纸面向里的均匀磁场分布在图示的半环形带中，该环带的内、外圆心与金属板C、D的中心O点重合，内圆半径，磁感应强度。已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期（电场变化的周期T未知），粒子重力不计。

       （1）求粒子离开偏转电场时，在垂直于板面方向偏移的最大的距离；

       （2）若所有粒子均不能从环形磁场的右侧穿出，求环带磁场的最小宽度；

       （3）若原磁场无外侧半圆形边界有磁感应强度B按如图丙所示的规律变化，设垂直纸面向里的磁场方向为正方向。时刻进入偏转电场的带电微粒离开电场后进入磁场，时该微粒的速度方向恰好竖直向上，求该粒子在磁场中运动的时间为多少？

     

    解：（１）设粒子进入偏转电场瞬间的速度为v0，

    对粒子加速过程由动能定理得                             2分

    进入偏转电场后，加速度                                   1分

    设运动时间为t，则有                                        1分

    只有t=T/2时刻进入偏转电场的粒子，垂直于极板方向偏移的距离最大

                                                  1分

    （２）t=时刻进入偏转电场的粒子刚好不能穿出磁场时的环带宽度为磁场的最小宽度．

    设粒子进入磁场时的速度为v，

    对粒子的偏转过程有   1分

    解得                         1分

    在磁场中做圆周运动的半径为   1分

    如图所示，设环带外圆半径为R2，

                            1分

    解得R2=L                               1分

    所求d= R2-R1 =           1分（３）

    微粒运动轨迹如图所示，

    微粒在磁场中做匀速圆周运动的周期为

                              1分

    设粒子离开电场时偏转角为，

    则    解得 

    由几何关系可知微粒运动时间轨迹对应的圆心角为：

    此过程微粒运动的时间为       1分

    由图可知微粒在磁场中运动的时间

       3分

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，竖直放置的光滑圆环上套有一质量为m的小球，小球经过最高点时的速度为υ0=
    1
    2
    gR
    ，其中R为圆环的半径，g为重力加速度．求：
    （1）小球经过圆环最高点时受到圆环的弹力的大小和方向；
    （2）小球经过圆环最低点时对圆环的弹力大小和方向．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R，下端与绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中．一质量为m、带电量为+q的物块（可视为质点），从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C，场强大小E＜
    mgq
    ．
    （1）试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功．
    （2）求物块离开轨道落回水平面的位置距C点的水平距离．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P固定，P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻受到外力的个数可能是（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网 物理选修3-3
    （1）关于分子运动和热现象的说法，正确的是
     
    （填入正确选项前的字母）
    A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动
    B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加
    C．一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽，其分子之间的势能增加
    D．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
    （2）如图所示，竖直放置的圆筒形注射器，活塞上端接有气压表，能够方便测出所封闭理想气体的压强．开始时，活塞处于静止状态，此时气体体积为30cm3，气压表读数为1.1×105Pa．若用力向下推动活塞，使活塞缓慢向下移动一段距离，稳定后气压表读数为2.2×105Pa．不计活塞与气缸内壁间的摩擦，环境温度保持不变．
    ①简要说明活塞移动过程中，被封闭气体的吸放热情况；
    ②求活塞稳定后气体的体积；
    ③对该过程中的压强变化做出微观解释．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，竖直放置的U形导轨宽为L，上端串有电阻R（其余导体部分的电阻都忽略不计）．磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外．金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦．从静止释放后ab保持水平而下滑．试求
    （1）ab匀速下滑时的速度vm
    （2）若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h，此过程中产生的焦耳热为多少？

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