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(2000年全國,21)如圖16-107所示,兩個共軸的圓筒形金屬電極,外電極接地,其上均勻分布著平行于軸線的四條狹縫a、b、c和d,外筒的外半徑為r0.在圓筒之外的足夠大區域中有平行于軸線方向的均勻磁強,磁感應強度的大小為B.在兩極間加上電壓,使兩圓筒之間的區域內有沿半徑向外的電場.一質量為m、帶電量為+q的粒子,從緊靠內筒且正對狹縫a的S點出發,初速為零.如果該粒子經過一段時間的運動之后恰好又回到出發點S,則兩電極之間的電壓U應是多少?(不計重力,整個裝置在真空中).

……


解析:

如圖16-108所示,帶電粒子從S出發,在兩筒之間的電場力作用下加速,沿徑向穿出a而進入磁場區,在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動.粒子再回到S點的條件是能沿徑向穿過狹縫d.只要穿過了d,粒子就會在電場作用下先減速,再反向加速,經d重

新進入磁場區.然后,粒子將以同樣方式經過c、b,再經過a回到S點.

設粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動的半徑為R,由洛侖茲力

由前面分析可知,要回到S點,粒子從a到d必經過圓周.

所以半徑R必定等于筒的外徑r0,即R=r0

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(08年全國卷Ⅰ)(12分)一直流電壓表,連成為1V,內阻為1000Ω。現將一阻值在5000~7000Ω之間的固定電阻R1與此電壓表串聯,以擴大電壓表的連成。為求得擴大后量程的準確值,再給定一直流電源(電動勢E為6~7V,內阻可忽略不計),一阻值R2=2000Ω的固定電阻,兩個單刀開關S1S2及若干導線。

(1)為達到上述目的,將答題卡上對應的圖連成一個完整的實驗電路圖。

(2)連線完成以后,當S1S2均閉合時,電壓表的示數為0.90 V;當S1閉合,S2斷開時,電壓表的示數為0.70 V,由此可以計算出改裝后電壓表的量程為        V,電源電動勢為         V。


 

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科目:高中物理 來源: 題型:

   (05年全國卷Ⅰ)(20分)圖中B為電源,電動勢ε=27V,內阻不計。固定電阻R1=500Ω,R2為光敏電阻。C為平行板電容器,虛線到兩極板距離相等,極板長l1=8.0×10-2m,兩極板的間距d=1.0×10-2m。S為屏,與極板垂直,到極板的距離l2=0.16m。P為一圓盤,由形狀相同、透光率不同的三個扇形abc構成,它可繞AA' 軸轉動。當細光束通過扇形abc照射光敏電阻R2時,R2的阻值分別為1000Ω、2000Ω、4500Ω。有一細電子束沿圖中虛線以速度v0=8.0×106m/s連續不斷地射入C。已知電子電量e=1.6×10-19C,電子質量m=9×10-31kg。忽略細光束的寬度、電容器的充放電時間及電子所受的重力。假設照在R2上的光強發生變化時R2阻值立即有相應改變。

 

(1)設圓盤不轉動,細光束通過b照射到R2上,求電子到達屏S上時,它離O點的距離y。(計算結果保留二位有效數字)

(2)設轉盤按圖1中箭頭方向勻速轉動,每3秒轉一圈。取光束照在ab分界處時t=0,試在圖2給出的坐標紙上,畫出電子到達屏S上時,它離O點的距離y隨時間t的變化圖線(0~6s間)。要求在y軸上標出圖線最高點與最低點的值。(不要求寫出計算過程,只按畫出的圖線評分。)

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科目:高中物理 來源: 題型:

在核物理中,研究核子與核子關聯的最有效途徑是”雙電荷交換反應”,這類反應的前半部分過程和下述力學模型類似,兩個小球A和B用輕質彈簧相連,在光滑的水平直軌道上處于靜止狀態,在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P,右邊有一小球C沿軌道以速度v0向B球運動,如圖所示.C與B發生碰撞并立即結成一個整體D,在它們繼續向左運動的過程中,當彈簧長度變到最短時,長度突然被鎖定,不再改變,然后A球與擋板P發生碰撞,碰撞后A、B都靜止不動,A與P接觸而不粘連,過一段時間,彈簧突然解除鎖定(鎖定及解除鎖定均無機械能損失),已知A、B、C三球的質量均為m.試求:(1)彈簧長度剛被鎖定后A球的速度.(2)在A球離開擋板P之后的運動過程中,彈簧的最大彈性勢能.(2000年全國高考試題)

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一輛實驗小車可沿水平地面(圖中紙面)上的長直軌道勻速向右運動.有一臺發出細激光束的激光器裝在小轉臺M上,到軌道的距離MN為d=10m,轉臺勻速轉動,使激光束在水平面內掃描,掃描一周的時間為T=60s.光束轉動方向如圖中箭頭所示.當光束與MN的夾角為45°時,光束正好射到小車上.如果再經過△t=2.5s,光束又射到小車上,則小車的速度為多少(結果保留兩位有效數字)?(2000年全國高考試題)【8】

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