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，在以O为圆心，半径为R=cm的圆形区域内，有一个水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.10T，方向垂直纸面向外，竖直平行放置的两金属板A、K连在如图所示的电路中。电源电动势E=91V，内阻r=l.0Ω，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω，S1、S2为竖直极板A、K上的两个小孔，且小孔S1、S2跟O在同一水平直线上，另有一水平放置的足够长的荧光屏D，O点跟荧光屏D之间的距离为H=3R。比荷（带电粒子的电量与质量之比）为2.0×105C/kg的带正电的粒子由S1进入电 场后，经过S2向磁场中心射去，通过磁场后落到荧光屏D上。（粒子进入电场的初速度、重力均可忽略不计）
    （1）要使粒子垂直打在荧光屏上，电压表的示数应调到多少；
    （2）调节滑动变阻器滑片P的位置，求粒子能到达荧光屏的范围。
    解：（1）设离子由电场射出后进人磁场时的速度为v，因离子是沿圆心O的方向射人磁场，由对称性可知，离子射出磁场时的速度方向的反向延长线也必过圆心O，离开磁场后，离子垂直打在荧光屏上（图中的O'点），则离子在磁场中速度方向偏转了900，离子在磁场巾做圆周运动的径迹如图所示，

    由几何知识可知，离子在磁场中做圆周运动的圆半径①
    设离子的电荷量为q、质量为mˊ进入磁场时的速度为v有②
    设两金属板间的电压为U，离子在电场中加速，由动能定理有：③
    而
    由②③两式得
    代入有关数值可得U=30V，也就是电压表示数为30V。④
    （2）因两金属板间的电压越小，离子经电场后获得的速度也越小，离子在磁场中做圆周运动的半径越小，射出电场时的偏转角越大，也就越可能射向荧光屏的左侧。
    由闭合电路欧姆定律有，⑤
    当滑动片P处于最右端时，两金属板间电压的最大，为Umax=I(R1+R2)=90V⑥
    当滑动片P处于最左端时，两金属板间电压最小，为Umin=IR1=10V⑦
    两极间电压为Umin=10V时，离子射在荧光屏上的位置为所求范围的最左端点，
    由②③可解得离子射出电场后的速度大小为v1=2×103m/s，
    离子在磁场巾做圆运动的半径为r2=0.1m，或直接根据⑤式求得r1= 0.1m，
    此时粒子进入磁场后的径迹如图所示
    ⑧
    O1为径迹圆的圆心，A点为离子能射剑荧光屏的最左端点，
    由几何知识可得：，所以
    所以AOˊ=Htan(900-α)=30cm⑩
    而两板间电压为Umax= 90V时，离子射在荧光屏上的位置为所求范围的最右端点，
    此时粒子进入磁场后的径迹如图所示，

    同理由②③可解得离子射出电场后的速度大小为v2=6×103m/s，
    离子在磁场中做圆运动的半径为r2=0.3m，或直接由⑤式求得r2=0.3m⑩
    由几何知识可得即

    离子到达荧光屏上的范围为以Oˊ为中点的左右两侧30cm。
    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：

    （2004?惠州一模）如图所示，在一个半径为R的圆形区域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直于圆面向里，一个带电粒子从磁场边界的A点以指向圆心O的方向进入磁场区域内，粒子将做圆周运动到达磁场边界的C点，但在粒子经过D点时，恰好与一个原来静止在该点的不带电的粒子碰撞后结合在一起形成新粒子，关于这个新粒子的运动情况，以下判断正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在圆心O处固定一正点电荷，现从P点以相同的速率发射两个检验电荷a、b，分别沿PM、PN运动到M、N两点，M、N都在以O为圆心的圆上．若检验电荷a、b的质量、电荷量均相等，则下列判断正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在圆心O处固定一正点电荷，两个质量和电量均相同的检验电荷a、b从P点以相同的速率，分别沿PN、PM运动到N、M（均在以O为圆心的圆上），下列说法正确的是（　　）

    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，在点O置于一个正点电荷，在过点O的竖直平面内的点A处，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m，带电量为q，小球落下的轨迹如图中实线所示，它与以O为圆心，R为半径的圆相交于B、C两点，点O、C在同一水平线上，∠BOC=30°，点A距OC高度为h，若小球过B点时的速度为v，则（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在以O为圆心的圆形区域内，有一个方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.1T，圆半径，竖直平行放置的金属板连接在如图所示的电路中，电源电动势E＝91V，内阻r＝1Ω，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为70Ω；两金属板上的小孔、跟O点在垂直于极板的同一直线上，另有一水平放置的足够长的荧光屏D，O点跟荧光屏D之间的距离，现有比荷的正正离子由小孔进入电场加速后，从小孔穿出，通过磁场后打在荧光屏D上，不计离子的重力和离子在小孔处的初速度，问：

    ⑴若离子能垂直打在荧光屏上，则电压表的示数多大？

    ⑵滑动变阻器滑片P的位置不同，离子在磁场中运动的时间也不同，求离子在磁场中运动的最长时间和此种情况下打在荧光屏上的位置到屏中心点的距离。

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案