【題目】如圖甲所示，ABCD是一長方形有界勻強磁場邊界，磁感應(yīng)強度按圖乙規(guī)律變化，取垂直紙面向外為磁場的正方向，圖中AB＝AD＝L，一質(zhì)量為m、所帶電荷量為q的帶正電粒子以速度v0在t＝0時從A點沿AB方向垂直磁場射入，粒子重力不計。

(1)若粒子經(jīng)時間恰好垂直打在CD上，求磁場的磁感應(yīng)強度B0和粒子運動中的加速度a的大小。

(2)若要使粒子恰能沿DC方向通過C點，求磁場的磁感應(yīng)強度B0的大小及磁場變化的周期T0。

【答案】（1）， （2） （n=0,1,2,3，…）；（n=0,1,2,3，…）

【解析】

（1）若粒子經(jīng)時間t=T0恰好垂直打在CD上，粒子的軌跡必定為3個四分之一圓周，有幾何關(guān)系定出半徑，由洛倫茲力提供向心力，求得磁感應(yīng)強度B0和運動中的加速度a大小；
（2）若要使粒子恰能沿DC方向通過C點，粒子運動的時間必定為磁感應(yīng)強度變化的周期的整數(shù)倍，根據(jù)運動軌跡，結(jié)合幾何關(guān)系求得半徑大小，得出磁感應(yīng)強度B0及變化的周期T0．

（1）若粒子經(jīng)時間t=T0恰好垂直打在CD上，粒子的軌跡必定為3個四分之一圓周，如圖，


由幾何關(guān)系得，運動半徑為r=①
由洛倫茲力提供向心力得，B0qv0＝ ②
聯(lián)立可得，B0＝ ③
運動中的加速度為：a= ④
由①②③④得， ，a=
（2）若要使粒子恰能沿DC方向通過C點，粒子運動的時間必定為磁感應(yīng)強度變化的周期的整數(shù)倍，根據(jù)運動的對稱性可得，軌道半徑r′＝ (n=0、1、2、3、…..)⑤
由由洛倫茲力提供向心力得，B0qv0＝ ⑥
由⑤⑥得，B0＝ (n=0、1、2、3、………)⑦
粒子圓周運動周期為：T= ⑧
磁感應(yīng)強度變化的周期：T0=T⑨
由⑤⑧⑨得，T0= (n=0、1、2、3、….)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2018年我國即將發(fā)射“嫦娥四導(dǎo)”登月探測器，將首次造訪月球背面，首次實現(xiàn)對地對月中繼通信，若“嫦娥四號”從距月面高度為100km的環(huán)月圓軌道I上的P點實施變軌，進入近月點為15km的橢圓軌道Ⅱ，由近月點Q落月，如圖所示．關(guān)于“嫦娥四號”，下列說法正確的是

A. 沿軌道I運動至P時，需制動減速才能進入軌道Ⅱ

B. 沿軌道Ⅱ運行的周期大于沿軌道I運行的周期

C. 沿軌道Ⅱ運行時，在P點的加速度大于在Q點的加速度

D. 在軌道Ⅱ上由P點運行到Q點的過程中，萬有引力對其做正功，它的動能增加，重力勢能減小，機械能不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為某同學(xué)在一次實驗中用打點計時器打出的一條紙帶，其中ABCDEF是打點計時器連續(xù)打出的6個點，該同學(xué)用毫米刻度尺測量A點到各點的距離．并記錄在圖中（單位：cm，打點計時器工作頻率50Hz）則：

（1）圖中五個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的是_______cm．應(yīng)改為_______cm．

（2）在紙帶上打出D點時的瞬時速度為______m/s，物體運動的加速度為_______m/s2．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個質(zhì)量為m，電荷量+q的帶電微粒（重力忽略不計），從靜止開始經(jīng)電壓加速后，水平進入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場中，金屬板長L，兩板間距d。微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角θ=30°，接著進入一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)，求：

(1)微粒進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度；

(2)兩金屬板間的電壓 ；

(3)若該勻強磁場的寬度為D，微粒剛好不從磁場右邊射出，求該勻強磁場的磁感應(yīng)強度B。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】【附加題】如圖甲所示，間距為d、垂直于紙面的兩平行板P、Q間存在勻強磁場。取垂直于紙面向里為磁場的正方向，磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時刻，一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子（不計重力），以初速度由板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁場且平行于板面的方向射入磁場區(qū)。當和取某些特定值時，可使時刻入射的粒子經(jīng)時間恰能垂直打在板上（不考慮粒子反彈）。上述為已知量。

（1）若，求；

（2）若，求粒子在磁場中運動時加速度的大��；

（3） 若，為使粒子仍能垂直打在板上，求。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是一個物體做直線運動的速度時間圖象，概據(jù)圖象回答下面的同題：

(1) 質(zhì)點在0-4s內(nèi)、4-8s內(nèi)、8-10s內(nèi)、10-12內(nèi)各段過程中做什么性質(zhì)的運動? (說明運動方向)

(2) 在0-4s內(nèi)、4-8s內(nèi)、8-10s內(nèi)、10-12s 內(nèi)質(zhì)點的加速度各是多少?

(3) 哪段時間速度變化最快?

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要儀器，如圖所示：從粒子源中放出的質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子(初速為零，重力不計)，經(jīng)電勢差為U的加速電場加速，剛出電場時測得離子束的電流為I，之后從Q處垂直進入一個磁感應(yīng)強度為B的勻強電場，之后打到底片上P處，P、Q兩點距離為R.根據(jù)已知條件可知(　　)

A. 該離子的質(zhì)量為m＝

B. 該離子在磁場中的運動時間為t＝

C. 在離子從Q處進入磁場至到達P的時間內(nèi)，射到底片上的離子數(shù)目為N＝

D. 假如粒子源放出初速為零的氕(H)、氘(H)、氚(H)三種離子，這三種離子會打在底片上三個不同位置

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究求合力的方法”的實驗中，小龔?fù)瑢W(xué)用了兩個量程為5N、最小刻度為0.1N的彈簧秤來測量拉力.實驗之前他先檢查了彈簧秤，然后進行實驗：

（1）實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是 ；本實驗采用的科學(xué)方法是 (填“理想實驗法”、“等效替代法”或“控制變量法”).

（2）學(xué)生實驗時，我們是用兩只彈簧稱在水平桌面上完成這個實驗的，如下圖所示。某次測量時，左、右兩只彈簧稱的讀數(shù)如圖所示，則其中一個彈簧稱的讀數(shù)是________N。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在某豎直平面內(nèi)，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點，BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑r=0.2m的四分之一細圓管CD，管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧，彈簧一端固定，另一端恰好與管口D端平齊，一個質(zhì)量為1kg的小球放在曲面AB上，現(xiàn)從距BC的高度為h=0.6m處靜止釋放小球，它與BC間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，小球進入管口C端時，它對上管壁有FN=2.5mg的相互作用力，通過CD后，在壓縮彈簧過程中滑塊速度最大時彈簧彈性勢能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）小球在C處受到的向心力大小；

（2）在壓縮彈簧過程中小球的最大動能Ekm；

（3）小球最終停止的位置。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案