【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)強度為B的勻強磁場,在ad邊中點O,方向垂直磁場向里射入一速度方向跟ad邊夾角θ=30゜、大小為v0(未知量)的帶正電粒子,己知粒子質(zhì)量為m,電量為q,ad邊長為L,ab邊足夠長,粒子重力不計,求:

(1)若粒子恰好不能從磁場下邊界射出,求粒子的入射速度大小V01;

(2)若粒子恰好沿磁場上邊界切線射出,求粒子的入射速度大小V02

(3)若帶電粒子的速度v0大小可取任意值,求粒子在磁場中運動的最長時間。

【答案】

【解析】

試題(1)(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動,當(dāng)其軌跡恰好與ab邊相切時,軌跡半徑最小,對應(yīng)的速度最小.當(dāng)其軌跡恰好與cd邊相切時,軌跡半徑最大,對應(yīng)的速度最大,由幾何知識求出對應(yīng)的半徑,根據(jù)洛倫茲力提供向心力求出對應(yīng)的速度.(3)粒子軌跡所對圓心最大時,在磁場中運動的最長時間.當(dāng)其軌跡恰好與ab邊相切或軌跡更小時,時間最長,求出圓心角,再求時間.

(1)(2)兩和臨界情況的運動軌跡如圖所示

若粒子速度為,則,解得:

設(shè)圓心在處對應(yīng)圓弧與cd邊相切,相應(yīng)速度為

由幾何關(guān)系得

解得:

則有:

設(shè)圓心在處對應(yīng)圓弧與ab邊相切,相應(yīng)速度為

由幾何關(guān)系得

解得:

則有:

(3)可知,粒子在磁場中經(jīng)過的弧所對的圓心角越長,在磁場中運動的時間也越長.在磁場中運動的半徑時,運動時間最長

則圓弧所對圓心角為

所以最長時間為

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平軌道BC的左端與固定的光滑豎直1/4圓軌道相切與B點,右端與一傾角為300的光滑斜面軌道在C點平滑連接(即物體經(jīng)過C點時速度的大小不變),斜面頂端固定一輕質(zhì)彈簧,一質(zhì)量為2Kg的滑塊從圓弧軌道的頂端A點由靜止釋放,經(jīng)水平軌道后滑上斜面并壓縮彈簧,第一次可將彈簧壓縮至D點,已知光滑圓軌道的半徑R=0.45m,水平軌道BC長為0.4m,其動摩擦因數(shù)μ=0.2,光滑斜面軌道上CD長為0.6m,g取10m/s2,求

①滑塊第一次經(jīng)過B點時對軌道的壓力

②整個過程中彈簧具有最大的彈性時能;

③滑塊在水平軌道BC上運動的總時間及滑塊最終停在何處?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,實線表示勻強電場的電場線.一個帶正電荷的粒子以某一速度射入勻強電場,只在電場力作用下,運動的軌跡如圖中的虛線所示,a、b為軌跡上的兩點.a點電勢為φa,b點電勢為φb,則( )

A. 場強方向一定向左,且電勢φab

B. 場強方向一定向左,且電勢φab

C. 場強方向一定向右,且電勢φab

D. 場強方向一定向右,且電勢φab

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】該同學(xué)用打點計時器測量做勻加速直線運動的物體的加速度,電源頻率f50 Hz,在紙帶上打出的點中,選出零點,每隔4個點取1個計數(shù)點,因保存不當(dāng),紙帶被污染,如圖所示,A、B、CD是依次排列的4個計數(shù)點,僅能讀出其中3個計數(shù)點到零點的距離:xA16.6 mm、xB126.5 mmxD624.5 mm.若無法再做實驗,可由以上信息推知:

1)相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為____ s

2)打C點時物體的速度大小為________ m/s(2位有效數(shù)字);

3)物體的加速度大小為__________________________(xA、xB、xDf表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻。要求盡量減小實驗誤差,實驗電路如圖1所示。

(1)現(xiàn)有電流表(0-0.6A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及以下器材:

A.電壓表(0~15V) B.電壓表(0~3V)

C.滑動變阻器(0~50Ω) D.滑動變阻器(0~500Q)

實驗中電壓表應(yīng)選用________;滑動變阻器應(yīng)選用________。(選填相應(yīng)器材前的字母)

(2)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示,其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在圖2的坐標(biāo)紙上,請標(biāo)出余下的一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點,并畫出U-I圖線________。

序號

1

2

3

4

5

6

電壓U(V)

1.45

1.40

1.30

1.25

1.20

1.10

電流I(A)

0.060

0.120

0.240

0.260

0.360

0.480

(3)根據(jù)(2)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E=________V,內(nèi)電阻r=________Ω。

(4)實驗中隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化,圖3各示意圖中正確反映P-U關(guān)系的是________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】空間有a、b兩個帶有相等電荷量的點電荷產(chǎn)生的電場,其中a不動,b以恒定速度運動,現(xiàn)在距離a點電荷為d的位置p觀測如圖,在該觀測點測得場強大小隨時間變化如圖,水平線E=E0為圖線的漸近線,K為靜電常量下列說法正確的是(  )

A. 兩個點電荷一定是帶同種電荷

B. 點電荷所帶電荷量為

C. 0﹣2t0時間內(nèi),除電場力之外的力對b先做負功再做正功

D. 點電荷a一定帶正電

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】使用多用電表測量電阻時,多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭相串聯(lián),兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端,F(xiàn)需 要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢,給定的器材有:待測多用電表,量程為60 mA的電流表,電阻箱,導(dǎo)線若干。實驗時,將多用電表調(diào)至×1 Ω擋,調(diào)好零點;電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值。完成下列填空:

1)儀器連線如圖l所示(ab是多用電表的兩個表筆)。若兩電表均正常工作,則表筆a_________ (填)色;

2)若適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后,圖1中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖2a),(b),(c)所示,則多用電表的讀數(shù)為_________Ω.電流表的讀數(shù)為_________mA,電阻箱的讀數(shù)為_________Ω

3)將圖l中多用電表的兩表筆短接,此時流過多用電表的電流為_________mA;(保留3位有效數(shù)字)

4)計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為_________V。(保留3位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為θ的斜面體c置于水平地面上,通過細繩跨過光滑的定滑輪與沙漏a連接,連接b的一段細繩與斜面平行.在a中的沙子緩慢流出的過程中,a、b、c都處于靜止?fàn)顟B(tài),則

A. a對繩的拉力大小一定不變

B. cb的摩擦力方向一定平行斜面向上

C. 地面對c的摩擦力方向一定向左

D. 地面對c的摩擦力一定減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平細桿上套一環(huán)A,環(huán)A與球B間用一輕繩相連,質(zhì)量分別為mA、mB,由于球B受到水平風(fēng)力作用,環(huán)A與球B一起向右勻速運動。已知細繩與豎直方向的夾角為θ,則下列說法正確的是 

A. 風(fēng)力緩慢增大時,桿對A的作用力增大

B. 若球B受到風(fēng)力緩慢上升,細線的拉力逐漸減小

C. 桿對環(huán)A的支持力隨著風(fēng)力的增加而增加

D. 環(huán)A與水平細桿間的動摩擦因數(shù)為

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