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(2011?海淀區(qū)一模)如圖所示,相距為d的狹縫P、Q間存在著方向始終與P、Q平面垂直、電場強度大小為E的勻強電場,且電場的方向按一定規(guī)律分時段變化.狹縫兩側均有磁感強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場,且磁場區(qū)域足夠大.某時刻從P平面處由靜止釋放一個質量為m、帶電荷為q的帶負電粒子(不計重力),粒子被加速后由A點進入Q平面右側磁場區(qū),以半徑r1做圓運動,此時電場的方向已經(jīng)反向,當粒子由A1點自右向左通過Q平面后,使粒子再次被加速進入P平面左側磁場區(qū)做圓運動,此時電場又已經(jīng)反向,粒子經(jīng)半個圓周后通過P平面進入PQ狹縫又被加速,….以后粒子每次通過PQ間都被加速.設粒子自右向左穿過Q平面的位置分別是A1、A2、A3、…An…,求:
(1)粒子第一次在Q右側磁場區(qū)做圓運動的半徑r1的大小;
(2)粒子第一次和第二次通過Q平面的位置A1和A2之間的距離;
(3)設An與An+1間的距離小于r1/3,則n值為多大.
分析:帶電粒子被電場加速,可以使用動能定理求出它的速度,在磁場中洛倫茲力提供向心力,可以求出粒子的半徑.
解答:解:(1)帶電粒子被電場加速,由動能定理:qEd=
1
2
m
v
2
1

洛倫茲力提供向心力:qv1B=
m
v
2
1
r1

解得:r1=
m
qB
2qEd
m

(2)帶電粒子第二次被電場加速,由動能定理:qEd=
1
2
m
v
2
2
-
1
2
m
v
2
1

洛倫茲力提供向心力:qv2B=
m
v
2
2
r2

解得:r2=
m
qB
2×2qEd
m

同理,通過A2時的半徑:r3=
m
qB
3×2qEd
m
=
3
r1

所以:
.
A1A2
=2r3-2r2=2(
3
-
2
)
m
qB
2qEd
m

(3)第n次通過Q時的半徑:r2n-1=
2n-1
r1

第n+1次通過Q時的半徑:r2n+1=
2n+1
r1

若An與An+1間的距離小于
r1
3
,即:r2n+1-r2n-1=(
2n+1
-
2n-1
)r1
1
3
r1

得:
2n+1
-
2n-1
1
3

當n≥5時,滿足上面的條件.
答:(1)粒子第一次在Q右側磁場區(qū)做圓運動的半徑r1=
m
qB
2qEd
m

(2)粒子第一次和第二次通過Q平面的位置A1和A2之間的距離是2(
3
-
2
)
m
qB
2qEd
m

(3)設An與An+1間的距離小于
1
3
r1,則n值應≥5.
點評:本題關鍵是充分應用題給條件研究粒子第n次進入電場時的速度,穿出電場時速度.動能定理是常用的方法.
練習冊系列答案
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(2011?海淀區(qū)一模)如圖所示是研究平行板電容器的電容大小與哪些因素有關的實驗裝置.將充好電的平行板電容器與電源斷開并一板接地,另一板與外殼接地的靜電計相連.當改變電容器兩板之間的距離和兩板正對面積時,實驗發(fā)現(xiàn)靜電計指針的張角隨之改變.若電容器的電容用C表示,兩板之間距離用d表示,兩板正對面積用S表示,靜電計指針張角用θ表示.則以下對該實驗現(xiàn)象的判斷正確的是(  )

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(2011?海淀區(qū)一模)近年來,隨著移動電話的普遍使用,無線電臺站(基站)的分布越來越密集,電磁輻射污染的話題越來越受到人們的關注.其實電磁輻射并不可怕,只要被控制在可以接受的標準以內(nèi),對人體健康就不會有危害.我國制定的基站輻射標準規(guī)定對人體電磁輻射強度(單位時間內(nèi)內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過0.40W/m2.若某基站電磁輻射功率為40W,以下數(shù)據(jù)是人體到基站最小安全距離的估算,其中正確的是(  )

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(2011?海淀區(qū)一模)下列說法中正確的是(  )

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(2011?海淀區(qū)一模)以下關于原子核的說法正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2011?海淀區(qū)一模)(1)“探究動能定理”的實驗裝置如圖所示,當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時,橡皮筋對小車做的功記為W0.當用4條、6條、8條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次…實驗時,橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0…,每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出.關于該實驗,下列說法正確的是
AC
AC

    A.某同學在一次實驗中,得到一條記錄紙帶.紙帶上打出的點,兩端密、中間疏.出現(xiàn)這種情況的原因,可能是沒有使木板傾斜或傾角太小.
    B.當小車速度達到最大時,橡皮筋處于伸長狀態(tài),小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處
    C.應選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的最大速度
    D.應選擇紙帶上第一點到最后一點的一段計算小車的最大速度.
(2)某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關系”的實驗前,提出了以下幾種猜想:①W∝v,②W∝v2,③W∝
v
.他們的實驗裝置如圖甲所示,PQ為一塊傾斜放置的木板,在Q處固定一個速度傳感器(用來測量物體每次通過Q點的速度).在剛開始實驗時,有位同學提出,不需要測出物體質量,只要測出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了,大家經(jīng)過討論采納了該同學的建議.

①請你簡要說明為什么不需要測出物體的質量?
②讓小球分別從不同高度無初速釋放,測出物體初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4…,讀出小球每次通過Q點的速度v1、v2、v3、v4、…,并繪制了如圖乙所示的L-v圖象.若為了更直觀地看出L和v的變化關系,他們下一步應怎么做?
(3)某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ.步驟如下:
①用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖,由圖可知其長度為
50.15
50.15
mm;
②用螺旋測微器測量其直徑如右上圖,由圖可知其直徑為
4.700
4.700
mm;
③用多用電表的電阻“×10”擋,按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖,則該電阻的阻值約為
220
220
Ω.
④該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下:
待測圓柱體電阻R
電流表A1(量程0~4mA,內(nèi)阻約50Ω)
電流表A2(量程0~10mA,內(nèi)阻約30Ω)
電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約10kΩ)
電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約25kΩ)
直流電源E(電動勢4V,內(nèi)阻不計)
滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2.0A)
滑動變阻器R2(阻值范圍0~2kΩ,允許通過的最大電流0.5A)
開關S
導線若干
為使實驗誤差較小,要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析,請在右框中畫出測量的電路圖,并標明所用器材的代號.
⑤若該同學用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等,由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ=
7.6×10-2
7.6×10-2
Ω?m.(保留2位有效數(shù)字)

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同步練習冊答案
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