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题文

如图所示,一个带正电的粒子沿磁场边界从A点射入左侧磁场,粒子质量为m、电荷量为q,其中区域Ⅰ、Ⅲ内是垂直纸面向外的匀强磁场,左边区域足够大,右边区域宽度为1.3d,磁感应强度大小均为B,区域Ⅱ是两磁场间的无场区,两条竖直虚线是其边界线,宽度为d;粒子从左边界线A点射入磁场后,经过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域后能回到A点,若粒子在左侧磁场中的半径为d,整个装置在真空中,不计粒子的重力。

(1)求:粒子从A点射出到回到A点经历的时间t;
(2)若在区域Ⅱ内加一水平向右的匀强电场,粒子仍能回到A点,求:电场强度E.

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
知识点: α粒子散射实验
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如图所示质量为M,长度为L的长木板放在水平桌面上木板右端放有一质量为m长度可忽略的小木块.开始时木块、木板均静止,某时刻起给木板施加一大小为F方向水平右的恒定拉力,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力.

(1)若地面光滑且M和m相对静止,则M受到的摩擦力多大?
(2)若木块与木板之间、木板桌面之间的动摩擦因数均为μ,拉力F多大才能把木板抽出来。
(3)若木块与木板之间、木板桌面之间的动摩擦因数均为μ,拉力F=6μ(m+M)g,求从开始运动到木板从小木块下抽出经历的时间.

如图所示,匀强磁场B1垂直水平光滑金属导轨平面向下,垂直导轨放置的导体棒ab在平行于导轨的外力F作用下做匀加速直线运动,通过两线圈感应出电压,使电压表示数U保持不变。已知变阻器最大阻值为R,且是定值电阻R2 的三倍,平行金属板MN相距为d。在电场作用下,一个带正电粒子从O1由静止开始经O2小孔垂直AC边射入第二个匀强磁场区,该磁场的磁感应强度为B2,方向垂直纸面向外,其下边界AD距O1O2连线的距离为h。已知场强B2 =B,设带电粒子的电荷量为q、质量为m,则高度,请注意两线圈绕法,不计粒子重力。求:

(1)试判断拉力F能否为恒力以及F的方向(直接判断);
(2)调节变阻器R的滑动头位于最右端时,MN两板间电场强度多大?
(3)保持电压表示数U不变,调节R的滑动头,带电粒子进入磁场B2后都能击中AD边界,求粒子打在AD边界上的落点距A点的距离范围。

如下图所示,光滑水平面上有一质量为M的滑板,AB段是半径为r的1/4圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙面。开始滑板处于静止状态,一可视为质点的质量也为M的滑块从A处静止释放,滑块经过B点后恰好到达滑板右端C点与滑板相对静止(重力加速度为g)。

求:(1)滑块经过B点时滑板的速度;
(2)滑块与滑板BC段之间的动摩擦因数µ.

如下图所示,光滑水平面上有一质量为M、长为L的长木板,上表面水平粗糙,一可视为质点的质量为m的滑块静止在长木板左端.给滑块一个瞬时冲量使其获得向右的初速度V,滑块恰好到达长木板右端并相对长木板静止(重力加速度为g)、

求:(1)滑块到达长木板右端时的速度;
(2)滑块与长木板上表面之间的动摩擦因数µ.

如图所示,两平行金属板A、B长8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,一带正电的粒子电荷量q=10-10C,质量m=10-20kg,沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场,初速度 υ0=2×106m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后,进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域,(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响),已知两界面MN、PS相距为12cm,D是中心线RO与界面PS的交点,O点在中心线上,距离界面PS为9cm,粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上.(静电力常数k = 9.0×109N·m2/C2

(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远?
(2)电场力做的功为多大?到达PS界面时离D点多远?
(3)大致画出带点粒子的运动轨迹
(4)确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小.

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