【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(qiáng)磁場(chǎng)。取垂直于紙面向里為磁場(chǎng)的正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻，一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子（不計(jì)重力），以初速度由板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁場(chǎng)且平行于板面的方向射入磁場(chǎng)區(qū)。當(dāng)和取某些特定值時(shí)，可使時(shí)刻入射的粒子經(jīng)時(shí)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小；

（3） 若，為使粒子仍能垂直打在板上，求。

【答案】（1）（2）（3）若在A點(diǎn)擊中P點(diǎn)， ；若在B點(diǎn)擊中P點(diǎn)，

【解析】試題分析：（1）設(shè)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，由牛頓第二定律得

①

據(jù)題意由幾何關(guān)系得

②

聯(lián)立①②式得

③

（2）設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，加速度大小為，由圓周運(yùn)動(dòng)公式得

④

據(jù)題意由幾何關(guān)系得

⑤

聯(lián)立④⑤式得

⑥

（3）設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，周期為，由圓周運(yùn)動(dòng)公式得

⑦

由牛頓第二定律得

⑧

由題意知，代入⑧式得

⑨

粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示， 、為圓心， 、連線與水平方向夾角為，在每個(gè)內(nèi)，只有A、B兩個(gè)位置才有可能垂直擊中P板，且均要求，由題意可知

⑩

設(shè)經(jīng)歷完整的個(gè)數(shù)為（，1，2，3．．．．．．）

若在A點(diǎn)擊中P板，據(jù)題意由幾何關(guān)系得

當(dāng)n=0時(shí)，無(wú)解

當(dāng)n=1時(shí)聯(lián)立 式得

或（）

聯(lián)立 式得

當(dāng)時(shí)，不滿足的要求

若在B點(diǎn)擊中P板，據(jù)題意由幾何關(guān)系得

當(dāng)時(shí)無(wú)解

當(dāng)時(shí)，聯(lián)立 式得

或（）

聯(lián)立 式得

當(dāng)時(shí)，不滿足的要求

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波在t0=0.01s時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，平衡位置在x=1m處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象如圖乙所示，已知質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置在x=1.5m處，質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置在x=1.75m處，下列說(shuō)法正確的是（____）

A．傳播方向沿+x方向傳播

B．t0時(shí)刻后質(zhì)點(diǎn)M比質(zhì)點(diǎn)Q先到達(dá)平衡位置

C．從t0時(shí)刻起經(jīng)過0.025s，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程大于1m

D． t=0.07s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度大于質(zhì)點(diǎn)M的加速度

E. 經(jīng)一個(gè)周期P處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是一個(gè)波長(zhǎng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在橄欖球比賽中，一個(gè)質(zhì)量為95kg的橄欖球前鋒以5m/s的速度跑動(dòng)，想穿越防守隊(duì)員到底線觸地得分。就在他剛要到底線時(shí)，迎面撞上了對(duì)方兩名質(zhì)量均為75kg的隊(duì)員，一個(gè)速度為2m/s，另一個(gè)為4m/s，然后他們就扭在了一起。

(1)他們碰撞后的共同速率是________(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。

(2)在框中標(biāo)出碰撞后他們動(dòng)量的方向，并說(shuō)明這名前鋒能否得分：________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平傳送帶兩輪間的距離L=30m，傳送帶以恒定的速率順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩質(zhì)量分別為m1=4kg、m2=2kg的小滑塊P、Q用一根輕繩（未畫出）連接，中間夾著一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧（彈簧與物體不拴接），此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Ep=54J，現(xiàn)把P、Q從傳送帶的最左端由靜止開始釋放，t1=2s時(shí)輕繩突然斷裂，瞬間彈簧恢復(fù)至原長(zhǎng)（不考慮彈簧的長(zhǎng)度的影響）。已知兩滑塊塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.1，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）輕繩突然斷裂時(shí)兩滑塊的位移；

（2）兩滑塊離開傳送帶的時(shí)間差。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，導(dǎo)體棒MN置于水平導(dǎo)軌上，PQMN所圍的面積為S，PQ之間有阻值為R的電阻，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻。導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，規(guī)定磁場(chǎng)方向豎直向上為正，在0～2t0時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化情況如圖乙所示，導(dǎo)體棒MN始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是

A. 在0～t0和t0~2t0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒受到的導(dǎo)軌的摩擦力方向相同

B. 在0~t0內(nèi)，通過導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)镹到M

C. 在t0~2t0內(nèi)，通過電阻R的電流大小為

D. 在0~2t0時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電荷量為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】(多選)飛機(jī)在高空中水平勻速直線飛行，相同時(shí)間△t先后投下三顆炸彈．分別落在迎面的山坡上A、B、C三點(diǎn)（空氣阻力不計(jì)），如圖所示，炸彈落在A、B兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為t1，落在B、C兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為t2，A、B兩點(diǎn)的間距為SAB，B、C兩點(diǎn)的間距為SBC．則有（　　）

A. △t＞t1＞t2 B. △t＞t2＞t1 C. SAB＜SBC D. SAB＞SBC

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，M、N是兩個(gè)共軸圓筒的橫截面，外筒半徑為R，內(nèi)筒半徑比R小很多，可以忽略不計(jì)，筒的兩端是封閉的，兩筒之間抽成真空。兩筒以相同的角速度ω繞其中心軸線（圖中垂直于紙面）做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)從M筒內(nèi)部可以通過窄縫S（與M筒的軸線平行）不斷地向外射出兩種不同速率v1和v2的微粒，從S處射出時(shí)的初速度的方向都是沿筒的半徑方向，微粒到達(dá)N筒后就附著在N筒上。如果R、v1和v2都不變，而ω取某一合適的值，則（　�。�

A. 有可能使微粒落在N筒上的位置都在a處一條與S縫平行的窄條上

B. 有可能使微粒落在N筒上的位置都在某一處如b處一條與S縫平行的窄條上

C. 有可能使微粒落在N筒上的位置分別在某兩處如b處和c處與S縫平行的窄條上

D. 只要時(shí)間足夠長(zhǎng)，N筒上將到處都落有微粒

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根固定的光滑的金屬導(dǎo)軌水平部分與傾斜部分平滑連接，兩導(dǎo)軌間距為L=0.5m，導(dǎo)軌的傾斜部分與水平面成α=37°角。導(dǎo)軌的傾斜部分有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上，導(dǎo)軌的水平部分在距離斜面底端足夠遠(yuǎn)處有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向豎直且相反，所有磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T，每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)沿導(dǎo)軌的長(zhǎng)度均為L=0.5m，磁場(chǎng)左、右兩側(cè)邊界均與導(dǎo)軌垂直。現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.5kg，電阻為r=0.2Ω，邊長(zhǎng)也為L的正方形金屬線框PQMN，從傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放，金屬線框在MN邊剛滑進(jìn)磁場(chǎng)abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此后，金屬線框從導(dǎo)軌的傾斜部分滑上水平部分。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

(1)金屬線框剛釋放時(shí)MN邊與ab的距離s；

(2)可調(diào)節(jié)cd邊界到水平導(dǎo)軌的高度，使得線框剛進(jìn)入水平磁場(chǎng)區(qū)時(shí)速度大小為8m/s，求線框在穿越水平磁場(chǎng)區(qū)域過程中的加速度的最大值；

(3)若導(dǎo)軌的水平部分有多個(gè)連續(xù)的長(zhǎng)度均為L磁場(chǎng)，且相鄰磁場(chǎng)方向相反，求在(2)的條件下，線框在水平導(dǎo)軌上從進(jìn)入磁場(chǎng)到停止的位移和在兩導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過程中線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，空間有垂直xOy平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和沿-y方向電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子(重力不計(jì))以速度v0從y軸上的M點(diǎn)沿x軸正方向射入電磁場(chǎng)區(qū)域，一段時(shí)間后粒子經(jīng)過x軸的正半軸上的N點(diǎn)，且此時(shí)速度大小為，方向與+x軸的夾角為θ=60°,若此時(shí)撤去電場(chǎng)，再經(jīng)過一段時(shí)間，粒子恰好垂直經(jīng)過y軸上的P點(diǎn)(圖中未畫出),不計(jì)粒子重力，求：

(1)粒子到達(dá)N點(diǎn)時(shí)加速度的大小a;

(2)M點(diǎn)的坐標(biāo)和P點(diǎn)的坐標(biāo)。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案