-R
高三物理选择题中等难度题
-R高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示，在两光滑平行金属导轨之间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨的间距为L，电阻不计。金属棒垂直于导轨放置，质量为m，重力和电阻可忽略不计。现在导轨左端接入一个电阻为R的定值电阻，给金属棒施加一个水平向右的恒力F，经过时
后金属棒达到最大速度。
金属棒的最大速度
是多少？
求金属棒从静止达到最大速度的过程中。通过电阻R的电荷量q；
如图乙所示，若将电阻换成一个电容大小为C的电容器
认为电容器充放电可瞬间完成
。求金属棒由静止开始经过时间t后，电容器所带的电荷量Q。
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如图所示，N、M、P为很长的平行界面，N、M与M、P间距分别为l1、l2，其间分别有磁感应强度为B1和B2的匀强磁场区，Ⅰ和Ⅱ磁场方向垂直纸面向里，B1≠B2，有一带正电粒子的电量为q，质量为m，以某一初速度垂直边界N及磁场方向射入MN间的磁场区域.不计粒子的重力.求：
(1)要使粒子能穿过Ⅰ磁场进入Ⅱ磁场，粒子的初速度至少应为多少？
(2)粒子初速度v为多少时，才可恰好穿过两个磁场区域.
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如图甲所示，两平行金属板A、B的板长l＝0.20 m，板间距d＝0.20 m，两金属板间加如图乙所示的交变电压，并在两板间形成交变的匀强电场，忽略其边缘效应。在金属板右侧有一方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其左右宽度D=0.40 m，上下范围足够大，边界MN和PQ均与金属板垂直。匀强磁场的磁感应强度B＝1.0×10-2 T。现从t＝0开始，从两极板左端的中点O处以每秒钟1000个的速率不停地释放出某种带正电的粒子，这些粒子均以vo＝2.0×105 m/s的速度沿两板间的中线射入电场，已知带电粒子的比荷
＝1.0×108 C/kg，粒子的重力和粒子间的相互作用都忽略不计，在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变．求：
(1) t＝0时刻进入的粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离；
(2) 当两金属板间的电压至少为多少时，带电粒子不能进入磁场；
(3) 在电压变化的第一个周期内有多少个带电的粒子能进入磁场。
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科学家设想在宇宙中可能存在完全由反粒子构成的反物质.例如：正电子就是电子的反粒子，它跟电子相比较，质量相等、电量相等但电性相反.如图是反物质探测卫星的探测器截面示意图.MN上方区域的平行长金属板AB间电压大小可调，平行长金属板AB间距为d，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里.MN下方区域I、II为两相邻的方向相反的匀强磁场区，宽度均为3d，磁感应强度均为B，ef是两磁场区的分界线，PQ是粒子收集板，可以记录粒子打在收集板的位置.通过调节平行金属板AB间电压，经过较长时间探测器能接收到沿平行金属板射入的各种带电粒子.已知电子、正电子的比荷是b，不考虑相对论效应、粒子间的相互作用及电磁场的边缘效应.
（1）要使速度为v的正电子匀速通过平行长金属极板AB，求此时金属板AB间所加电压U；
（2）通过调节电压U可以改变正电子通过匀强磁场区域I和II的运动时间，求沿平行长金属板方向进入MN下方磁场区的正电子在匀强磁场区域I和II运动的最长时间tm；
（3）假如有一定速度范围的大量电子、正电子沿平行长金属板方向匀速进入MN下方磁场区，它们既能被收集板接收又不重叠，求金属板AB间所加电压U的范围.
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如图所示，两平行金属板水平放置，间距为d，两极板接在电压可调的电源上。两板之间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。金属板右侧有一边界宽度为d的无限长匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B、方向垂直纸面向里，磁场边界与水平方向的夹角为60°。平行金属板中间有一粒子发射源，可以沿水平方向发射出电性不同的两种带电粒子，改变电源电压，当电源电压为U时，粒子恰好能沿直线飞出平行金属板，粒子离开平行金属板后进入有界磁场后分成两束，经磁场偏转后恰好同时从两边界离开磁场，而且从磁场右边界离开的粒子的运动方向恰好与磁场边界垂直，粒子之间的相互作用不计，粒子的重力不计，试求：
(1)带电粒子从发射源发出时的速度；
(2)两种粒子的比荷
和
分别是多少；
(3)带正电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径。
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如图甲所示，平行正对金属板M、N接在直流电源上，极板长度为l、板间距离为d；极板右侧空间中存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，
。一质量为m、电荷量为q的带负电粒子以初速度v0沿板间的中心线射入电场，t=0时刻进入磁场时，速度方向与v0的夹角
，以板间中心线为x轴，极板右边缘为y轴。不考虑极板正对部分之外的电场，粒子重力不计。求：
（1）M、N间的电压；
（2）t=t0时刻粒子的速度方向；
（3）t=4t0时刻粒子的位置坐标。
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如图甲所示，平行正对金属板M、N接在直流电源上，极板长度为l、板间距离为d；极板右侧空间中存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，。一质量为m、电荷量为q的带负电粒子以初速度v0沿板间的中心线射入电场，t=0时刻进入磁场时，速度方向与v0的夹角，以板间中心线为x轴，极板右边缘为y轴。不考虑极板正对部分之外的电场，粒子重力不计。求：
（1）M、N间的电压；
（2）t=t0时刻粒子的速度方向；
（3）t=4t0时刻粒子的位置坐标。
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如图为某种离子加速器的设计方案。两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其中MN和
是间距为h的两平行极板，极板间存在方向向上的匀强电场，极板上分别由正对的两个小孔O和
,
，P为靶点，
（k为大于1的整数）。质量为m、带电量为q的正离子从O点由静止开始加速，经进入磁场区域。当粒子打到极板上
区域（含
点）或外壳上时会被吸收，两虚线之间的区域（除极板）无电场和磁场存在，粒子可匀速穿过。忽略相对论效应和离子所受的重力。求：
（1）两极板间电压U为多大时，粒子经过电场仅加速一次后能打到P点；
（2）能使粒子打到P点，两极板间电压U所满足的条件；
（3）打到P点的能量最大的离子在磁场中运动的时间
和在电场中的运动时间
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