【題目】如圖所示，兩個圓心均在O點(diǎn)，半徑分別為R和的同心圓（OM、OQ分別為大圓的水平和豎直半徑），在兩圓間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場（內(nèi)、外邊界上均有磁場），在小圓區(qū)域內(nèi)有電場強(qiáng)度大小為E，方向與NP的夾角為30°斜向右下方的勻強(qiáng)電場，一帶正電的粒子從大圓最右側(cè)M點(diǎn)以豎直向上的速度沿磁場邊界進(jìn)入磁場，并恰好從內(nèi)圓的最高點(diǎn)N垂直于電場的方向進(jìn)入電場，最后從最低點(diǎn)P離開電場，不計粒子重力

（1）求該粒子的比荷；

（2）要使該粒子不進(jìn)入電場并在磁場中做完整的圓周運(yùn)動，求粒子從M點(diǎn)入射的速度大小應(yīng)滿足的條件；

（3）撤去電場，使小圓區(qū)域內(nèi)也充滿同樣的磁場，在大圓最低點(diǎn)Q使該粒子以不同方向的速度射入磁場，速度大小，求粒子離開磁場時所有可能的出射方向。

【答案】（1）（2）或(3)見解析

【解析】（1）粒子在磁場和電場中的運(yùn)動軌跡如圖甲所示，由幾何關(guān)系可得其在磁場中做圓周運(yùn)動的軌道半徑為，

設(shè)粒子做圓周運(yùn)動的速度大小為，有

設(shè)粒子從N點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)做類平拋運(yùn)動的時間為t，有

解得

（2）該粒子不進(jìn)入電場并在磁場中做完整的圓周運(yùn)動，有三種臨界狀態(tài)，如圖乙所示，對應(yīng)的軌跡圓的半徑和入射速度大小分別為：

①可得；

②可得；

③可得；

要使粒子不進(jìn)入電場并在磁場中做完整的圓周運(yùn)動，其從M點(diǎn)入射的速度大小應(yīng)滿足的條件為：或。

（3）當(dāng)粒子以速度v射入時，其在磁場中的運(yùn)動軌道半徑為R，設(shè)粒子射入上端與水平方向的夾角為θ，其從區(qū)域邊界上S點(diǎn)射出，圓心為，軌跡如圖丙所示，由幾何關(guān)系可知，所以四邊形為菱形，且OQ∥；故粒子離開磁場時的出射方向垂直于，即其離開磁場時的方向均為水平方向，與其入射的方向無關(guān)。

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】如圖所示，光滑的定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一質(zhì)量為2m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值也為R的電阻，其余電阻不計，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直，開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而勻速下降。運(yùn)動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計一切摩擦和接觸電阻，重力加速度為g，求：

（1）重物勻速下降的速度v；

（2）重物從釋放到下降h的過程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR；

（3）將重物下降h時的時刻記作t=0，速度記為v0，若從t=0開始磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，且金屬桿中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流，試寫出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B隨時間t變化的關(guān)系。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為40KW，質(zhì)量為2000kg，汽車在水平路面上行駛時受到阻力為車重的0.1倍，取g=10m/s2，若汽車從靜止開始保持1m/s2的加速度作勻加速直線運(yùn)動，達(dá)到額定輸出功率后，汽車保持功率不變又加速行駛了800m，直到獲得最大速度后才勻速行駛，則（　�。�

A. 汽車在水平路面上能達(dá)到的最大速度為20m/s

B. 汽車勻加速的運(yùn)動時間為10s

C. 當(dāng)汽車速度達(dá)到16m/s時，汽車的加速度為0.5m/s2

D. 汽車從靜止到獲得最大行駛速度所用的總時間為57.5s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某小組同學(xué)通過實驗測量金屬絲的電阻率，現(xiàn)有的器材規(guī)如下:

A．待測金屬絲電阻Rx（大約l0Ω，長度為L）

B．直流電流表A1（量程0100mA，內(nèi)阻約l0Ω）

C．直流電流表A2（量程00．6A，內(nèi)阻約4Ω）

D．直流電壓表V（量程03V,內(nèi)阻為3KΩ,內(nèi)阻為3kΩ）

E.定值電阻R0=3kΩ

F．直流電源（輸出電壓6V,內(nèi)阻不計）

G．滑動變阻器R（阻值范圍05Ω,允許最大電流2A）

H．開關(guān)一個、導(dǎo)線若干

①用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d,示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為_______mm。

②根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求，為了減小測量誤差，直流電流表應(yīng)選__________（填選項前的字母）。

③在放框內(nèi)畫出實驗電路圖（要求電壓和電流的變化盡可能大一些）____________。

④．某次測量中，電流表的讀數(shù)為I，電壓表的讀數(shù)為U，則該金屬絲的電阻率表達(dá)式ρ=____________（用題中所給物理量的字母表示并忽略電表內(nèi)阻的影響）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m＝1 kg的小物塊由靜止輕輕放在水平勻速運(yùn)動的傳送帶上，從A點(diǎn)隨傳送帶運(yùn)動到水平部分的最右端B點(diǎn)，經(jīng)半圓軌道C點(diǎn)沿圓弧切線進(jìn)入豎直光滑的半圓軌道，恰能做圓周運(yùn)動．C點(diǎn)在B點(diǎn)的正上方，D點(diǎn)為軌道的最低點(diǎn)．小物塊離開D點(diǎn)后，做平拋運(yùn)動，恰好垂直于傾斜擋板打在擋板跟水平面相交的E點(diǎn)．已知半圓軌道的半徑R＝0.9 m，D點(diǎn)距水平面的高度h＝0.75 m，取g＝10 m/s2，試求：

(1)摩擦力對小物塊做的功；

(2)小物塊經(jīng)過D點(diǎn)時對軌道壓力的大��；

(3)傾斜擋板與水平面間的夾角θ.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m的物體A放在斜面體B上，A恰能沿斜面勻速下滑，而斜面體B靜止不動；已知斜面傾角為θ，若沿斜面方向用平行于斜面方向的力F向下推物體A，使物體A沿斜面下滑，則

A. 下滑過程中B對A的作用力做功為W=0

B. 下滑過程中A對B的沖量I的方向向左下方

C. 地面對B的靜摩擦力f=0

D. B有向右的運(yùn)動趨勢

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲，長木板A靜放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m=1㎏的物塊B以=3m/s的速度滑上A的左端，之后A、B速度隨時間變化情 況如圖乙所示，取g=10m/s，由此可得（ ）

A. A的質(zhì)量=lkg

B. A、B間的動摩擦因數(shù)為0.2

C. 木板A的長度至少為2m

D. 0～2s內(nèi)，A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失為3J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】豎直平面內(nèi)有一直角形內(nèi)徑處處相同的細(xì)玻璃管，A端封閉，C端開口，AB段處于水平狀態(tài)。將豎直管BC灌滿水銀，使氣體封閉在水平管內(nèi)，各部分尺寸如圖所示，此時氣體溫度T1=300K，外界大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg�，F(xiàn)緩慢加熱封閉氣體，使AB段的水銀恰好排空。求：

①此時氣體溫度T2；

②此后保持氣體溫度T2不變，以AB為軸緩慢將CB向下轉(zhuǎn)至C端開口豎直向下時，氣體的長度L3多大(取=4.12，結(jié)果保留二位有效數(shù)字)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輕質(zhì)彈簧，兩端連接兩滑塊A和B，已知mA=0.99kg，mB=3kg，放在光滑水平桌面上，開始時彈簧處于原長�，F(xiàn)滑塊A被水平飛來的質(zhì)量為mc=10g，速度為400m/s的子彈擊中，且沒有穿出，如圖所示，試求：

（1）子彈擊中A的瞬間A和B的速度

（2）以后運(yùn)動過程中彈簧的最大彈性勢能

（3）B可獲得的最大動能

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