题目
题型:海淀区二模难度:来源:
(1)带电粒子若经磁场的作用后恰能进入小孔O3,则带电粒子从小孔O2进入磁场时的速度为多大?
(2)在什么时刻飘入小孔O1的粒子,恰好能够进入小孔O3?
(3)经过小孔O3进入C、D两板间的粒子,从小孔O4射出时的动能为多大?
答案
v02 |
R |
因粒子恰好能进入小孔O3,粒子运动轨迹如答图2所示,有R=
1 |
2 |
解得速度v0=
qBd |
2m |
(2)设恰能进入小孔O3的粒子在电场中运动时CD板对应的电压为U0,根据动能定理qU0=
1 |
2 |
解得U0=
mν02 |
2q |
由于粒子带正电,因此只有在C板电势高(UCD=UC-UD>0)时才能被加速进入磁场,因此解得UCD=25 V对应时刻分别为
t1=(0.25+2n)×10-4s (n=0,1,2…)
t2=(0.75+2n)×10-4s (n=0,1,2…)
(3)设粒子在磁场中运动的周期为T,根据牛顿第二定律和圆周运动规律qv0B=
4π2mR |
T2 |
2πR |
T |
得T=
2πm |
qB |
粒子在磁场中运动的时间t=
T |
2 |
πm |
qB |
在t1时刻飘入的粒子,经过时间t,粒子到达小孔O3时,C、D两板间的电压为UCD=15V.粒子在两板之间做减速运动,设到达小孔O4时的动能为E1,根据动能定理,得
-qUCD=E1-
1 |
2 |
v | 20 |
解得E1=1.6×10-18J
在t2时刻飘入的粒子,经时间t,粒子到达小孔O3时,C、D两板间的电压为UCD′=-35V.粒子在两板之间做加速速运动,设到达小孔O4时的动能为E2,根据动能定理,得
-qUCD′=E2-
1 |
2 |
v | 20 |
解得E2=9.6×10-18J
答:(1)带电粒子从小孔O2进入磁场时的速度为v0=5×103m/s;
(2)解得UCD=25V,对应时刻分别为
t1=(0.25+2n)×10-4s(n=0,1,2…)
t2=(0.75+2n)×10-4s(n=0,1,2…)
(3)经过小孔O3进入C、D两板间的粒子,从小孔O4射出时的动能为E2=9.6×10-18J.
核心考点
试题【如图甲所示,真空中两水平放置的平行金属板C、D,上面分别开有两对正对的小孔O1、O2和O3、O4,O2与O3之间的距离d=20cm.金属板C、D接在正弦交流电源】;主要考察你对向心力与向心加速度等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.小球的线速度v突然变大 |
B.小球的向心加速度a突然变大 |
C.小球的角速度ω突然变大 |
D.悬线的张力突然变大 |
(1)为了使飞船到达上述速度需要一个加速过程,在加速过程中,宇航员处于超重状态.人们把这种状态下宇航员对座椅的压力与静止在地球表面时的重力的比值称为耐受力值,用k表示.选择宇航员时,要求他在此状态下的耐受力值为4≤k≤12,试求飞船在竖直向上发射时的加速度值的变化范围;
(2)若飞船绕地球运行的轨道离地面高度为400km,已知地球半径为6400km,地球表面重力加速度g=10m/s2,求此飞船的速度.(保留2位有效数字)
A.小球的速度在增大,但加速度在减小 |
B.小球对细绳的拉力先增大而后减小 |
C.小球对细绳的拉力始终小于小球的重力 |
D.小球先处于失重状态而后变为超重状态 |
①设发电机输出电压为500V,在输送途中允许的电阻为5Ω,许可损耗总功率的5%,则所用升压变压器原副线圈匝数比应是多大?
②若所用发电机总效率为50%,要使发电机能发挥它的最佳效能,则拦河坝至少要建多高?g取10m/s2.
(2)探月飞船离开地球后关闭推进器,仅仅依靠惯性沿地球与月球的连心线飞往月球.在飞行途中飞船会经过一个特殊的点P,在这一点,飞船所受到的地球对它的引力与月球对它的引力正好抵消(不考虑其他星体对飞船的引力作用).已知地球质量为6.0×1024kg,月球质量为7.4×1022kg,地球中心与月球中心之间的距离约为 r=3.8×108m.
①在探月飞船到达P点之前,飞船作什么运动?
②P点距离月球中心多远?
(1)小球带何种电荷?电量多少?
(2)当小球在最低点时,细线中的张力多大(g=10m/s2)?
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