【題目】如圖所示，一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在ad邊中點(diǎn)O，垂直于磁場(chǎng)射入一速度方向跟ad邊夾角θ＝30°、大小為v0的帶正電粒子．已知粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，ad邊長為L，ab邊足夠長，粒子重力不計(jì)，求：

（1）粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)的v0大小范圍；

（2）如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間．

【答案】（1）＜v0≤（2）

【解析】

（1）若粒子速度為v0，則qv0B=， 所以有R=，

設(shè)圓心在O1處對(duì)應(yīng)圓弧與ab邊相切，相應(yīng)速度為v01，則R1＋R1sinθ=，

將R1=代入上式可得，v01=

類似地，設(shè)圓心在O2處對(duì)應(yīng)圓弧與cd邊相切，相應(yīng)速度為v02，則R2－R2sinθ=，

將R2=代入上式可得，v02=

所以粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)的v0應(yīng)滿足＜v0≤

（2）由t=及T=可知，粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)過的弧所對(duì)的圓心角α越長，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也越長。由圖可知，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑r≤R1時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，弧所對(duì)圓心角為（2π－2θ），

所以最長時(shí)間為t=

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L=0.5m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=l kg，電阻R0=0.9Ω，與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻r=0.1Ω，電阻R=4Ω；外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成α=53°角；ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），定滑輪摩擦不計(jì)，線對(duì)ab的拉力為水平方向，重力加速度g=10m/s2，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：

（1）通過ab的電流大小和方向．

（2）ab受到的安培力大小和方向．

（3）重物重力G的取值范圍．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】半徑相等的兩個(gè)小球甲和乙.在光滑的水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)。若甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量.碰撞前兩球動(dòng)能相等.則碰撞后兩球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是

A. 甲球的速度為零而乙球的速度不為零

B. 乙球的速度為零而甲球的速度不為零

C. 兩球的速度均不為零

D. 兩球的速度方向均與原方向相反.兩球的動(dòng)能仍相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，從熾熱的金屬絲漂出的電子（速度可視為零），經(jīng)加速電場(chǎng)加速后從兩極板中間垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是（ ）

A. 僅增大加速電場(chǎng)的電壓

B. 僅減小偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極板間的距離

C. 僅增大偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極板間的電壓

D. 僅減小偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極板間的電壓

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)在軸上分布如圖所示，軸上兩點(diǎn)B、C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度在方向上的分量分別是、，下列說法中正確的有

A．的大小大于的大小

B．的方向沿軸正方向

C．電荷在點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在方向上的分量最大

D．負(fù)電荷沿軸從移到的過程中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為雨滴從高空下落過程中空氣阻力f隨雨滴速度v變化的大致情況，其中圖線①、②分別對(duì)應(yīng)半徑不同的雨滴。

（1）請(qǐng)利用圖線分析并說明雨滴下落過程中加速度和速度隨時(shí)間變化的大致情況。

（2）已知圖中直線的斜率值，其中 kg/（m2· s），r為雨滴的半徑。（雨滴的密度取ρ=1.0×103kg/m3）請(qǐng)比較①、②圖線所示的兩個(gè)雨滴下落的最終速度；請(qǐng)計(jì)算半徑r=5mm的雨滴下落的最終速度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，從某高度處水平拋出一小球，經(jīng)過時(shí)間t到達(dá)地面時(shí)，速度與水平方向的夾角為θ，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是 （ ）

A. 小球水平拋出時(shí)的初速度大小

B. 小球在t時(shí)間內(nèi)的位移方向與水平方向的夾角為

C. 若小球初速度增大，則平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變長

D. 若小球初速度增大，則θ減小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，在2010上海世博會(huì)上，拉脫維亞館的風(fēng)洞飛行表演，令參觀者大開眼界，最吸引眼球的就是正中心那個(gè)高為H=10m，直徑D=4m的透明“垂直風(fēng)洞”。風(fēng)洞是人工產(chǎn)生和控制的氣流，以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動(dòng)。在風(fēng)力作用的正對(duì)面積不變時(shí)，風(fēng)力F=0.06v2（v為風(fēng)速）。在本次風(fēng)洞飛行上升表演中，表演者的質(zhì)量m=60kg，為提高表演的觀賞性，控制風(fēng)速v與表演者上升的高度h間的關(guān)系如圖2所示。g=10 m/s2。求：

⑴設(shè)想：表演者開始靜臥于h=0處，再打開氣流，請(qǐng)描述表演者從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

⑵表演者上升達(dá)最大速度時(shí)的高度h1；

⑶表演者上升的最大高度h2；

⑷為防止停電停風(fēng)事故，風(fēng)洞備有應(yīng)急電源，若在本次表演中表演者在最大高度h2時(shí)突然停電，為保證表演者的人身安全，則留給風(fēng)洞自動(dòng)接通應(yīng)急電源滯后的最長時(shí)間tm。（設(shè)接通應(yīng)急電源后風(fēng)洞一直以最大風(fēng)速運(yùn)行）

【答案】⑴略(2)4m(3)8m(4) 0.52s

【解析】

試題分析：⑴由圖2可知，（1分）

即風(fēng)力 （1分）

當(dāng)表演者在上升過程中的最大速度vm時(shí)有 （1分）

代入數(shù)據(jù)得m. （1分）

⑵對(duì)表演者列動(dòng)能定理得 （2分）

因與h成線性關(guān)系，風(fēng)力做功 （1分）

代入數(shù)據(jù)化簡(jiǎn)得m （2分）

⑶當(dāng)應(yīng)急電源接通后以風(fēng)洞以最大風(fēng)速運(yùn)行時(shí)滯后時(shí)間最長，表演者減速的加速度為

m/s2 （2分）

表演者從最高處到落地過程有 （2分）

代入數(shù)據(jù)化簡(jiǎn)得 s≈0.52s。（2分）

考點(diǎn)：考查功能關(guān)系

點(diǎn)評(píng)：本題難度中等，首先應(yīng)根據(jù)圖像得到v2與h的關(guān)系式，當(dāng)F與重力相等時(shí)速度最大，由F、速度和h的關(guān)系可知F隨著h的變化線性變化，由此可以把變力F轉(zhuǎn)變?yōu)楹懔�，再利用功能關(guān)系求解

【題型】解答題
【結(jié)束】
20

【題目】如圖為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，直軌道AB與光滑圓弧軌道 BC相切，圓弧軌道的圓心角為37°，半徑為r=0.25m，C端水平, AB段的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5．豎直墻壁CD高H=0.2m,緊靠墻壁在地面上固定一個(gè)和CD等高，底邊長L=0.3m的斜面．一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))在傾斜軌道上從距離B點(diǎn)l=0.5m處由靜止釋放，從C點(diǎn)水平拋出．重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）小物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力的大��；

（2）小物塊從C點(diǎn)拋出到擊中斜面的時(shí)間；

（3）改變小物體從軌道上釋放的初位置，求小物體擊中斜面時(shí)動(dòng)能的最小值．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，校園中的“噴泉”從水面以相同傾斜角度和速度大小噴射而出，水滴下落擊打水面形成層層漣漪甚為美觀。水滴的運(yùn)動(dòng)為一般的拋體運(yùn)動(dòng)，它的受力情況與平拋運(yùn)動(dòng)相同，在水平方向不受力，在豎直方向只受重力，我們可以仿照研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法來研究一般的拋體運(yùn)動(dòng)。圖甲中所示噴泉水滴的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙中所示，上升的最大高度為h，水滴下落在水面的位置距噴水口的距離為d。已知噴出口的水流量Q（流量Q定義為單位時(shí)間內(nèi)噴出水的體積），水的密度為ρ，重力加速度為g。

（1）求上述噴泉中水從噴水口噴出時(shí)的速度大小v。

（2）如圖乙所示，若該“噴泉”是采用水泵將水先從距水面下深度為H處由靜止提升至水面，然后再噴射出去。已知：H=h，d=2h，水泵提升水的效率為η，求水泵抽水的平均功率P。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案