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【題目】如圖所示,在xOy平面內,MNy軸平行,間距為d,其間有沿x軸負方向的勻強電場。y軸左側有垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B1MN右側空間有垂直紙面不隨時間變化的勻強磁場。質量為m、電荷量為q的粒子以v0的速度從坐標原點O沿x軸負方向射入磁場,經過一段時間后再次回到坐標原點,粒子在此過程中通過電場的總時間t=,粒子重力不計,求:

1)左側磁場區(qū)域的最小寬度;

2)電場區(qū)域電場強度的大小;

3)右側磁場區(qū)域寬度及磁感應強度滿足的條件。

【答案】1 2 3①當半徑r=R時,則B==2B1右側磁場的最小寬度為 ②當半徑r=2R時,B==B1 右側磁場的最小寬度為

【解析】本題考查粒子在組成場中的運動及臨界條件。

1)粒子在磁場做圓周運動(半圈)由 軌道半徑:

由幾何知識可知,左側磁場的最小寬度就是粒子做圓周運動的半徑即

2)粒子在電場中來回的總時間為t=,所以電場對帶電粒子單次通過的時間為t=,顯然,粒子首次通過電場中是加速運動,粒子應該帶負電.

得到:

3)粒子在左側磁場中向下偏轉,通過電場加速后進入右側磁場,要使其能夠回到原點,在右側磁場中應向下偏轉,且偏轉半徑R2R,粒子加速通過電場加速后進入右側磁場速度為v.根據速度公式,有:v=v0+at=2v0

根據牛頓第二定律,有:

解得:

①當半徑r=R時,則B==2B1右側磁場的最小寬度為

②當半徑r=2R時,B==B1 右側磁場的最小寬度為

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【題目】如圖所示,甲中bacd為導體做成的框架,其平面與水平面成θ角,質量為m的導體棒PQab、cd接觸良好,回路的電阻為R,整個裝置放于垂直框架平面的變化的磁場中,磁感應強度B的變化情況如圖乙所示,PQ始終靜止,則0~ts內,PQ受到的摩擦力的變化情況是( 。

A. f一直增大

B. f一直減小

C. f先減小后增大

D. f先增大后減小

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【題目】如圖所示,一個質量為m=2.0×10-11kg,電荷量q=+1.0×10-5C的帶電微粒(重力忽略不計),從靜止開始經U1=25V電壓加速后,水平進入兩平行金屬板間的偏轉電場中.金屬板長L=20cm,兩板間距.求:

1)微粒進入偏轉電場時的速度V0是多大?

2)若微粒射出電場過程的偏轉角為θ=30,并接著進入一個方向垂直與紙面向里的勻強磁場區(qū),則兩金屬板間的電壓U2是多大?

3)若該勻強磁場的寬度為,為使微粒不會由磁場右邊射出,該勻強磁場的磁感應強度B至少多大?這種情況下磁場中運動時間是多少?

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【題目】如圖,在第一象限存在勻強磁場,磁感應強度方向垂直于紙面(xy平面)向外;在第四象限存在勻強電場,方向沿x軸負向。在y軸正半軸上某點以與x軸正向平行、大小為v0的速度發(fā)射出一帶正電荷的粒子,該粒子在(d,0)點沿垂直于x軸的方向進人電場。不計重力。若該粒子離開電場時速度方向與y軸負方向的夾角為θ,求:

1)電場強度大小和磁感應強度大小的比值;

2)該粒子在電場和磁場中運動的總時間。

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【題目】某物理實驗小組采用如圖甲所示的裝置研究平拋運動

(1)安裝實驗裝置的過程中,斜槽末端的切線必須是水平的,這樣做的目的是_________

A.保證小球飛出時,速度既不太大,也不太小

B.保證小球飛出時,初速度水平

C.保證小球在空中運動的時間每次都相等

D.保證小球運動的軌跡是一條拋物線

(2)某同學每次都將小球從斜槽的同一位置無初速釋放,并從斜槽末端水平飛出。改變水平擋板的高度,就改變了小球在板上落點的位置,從而可描繪出小球的運動軌跡。某同學設想小球先后三次做平拋,將水平板依次放在如圖乙1、2、3的位置,且l與2的間距等于2與3的間距。若三次實驗中,小球從拋出點到落點的水平位移依次為x1、x2、x3,忽略空氣阻力的影響,下面分析正確的是_________。

A.x2-x1=x3-x2 B.x2-x1<x3-x2 C.x2-x1>x3-x2 D.無法判斷

(3)另一同學通過正確的實驗步驟及操作,在坐標紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡。部分運動軌跡如圖丙所示。圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為L,P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點,P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等。重力加速度為g.可求出小球從P1運動到P2所用的時間為_________,小球拋出時的水平速度為_________。

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【題目】樹德中學運動會上,4×100m接力賽是最為激烈的比賽項目,有甲乙兩運動員在訓練交接棒的過程中發(fā)現,甲短距離加速后能保持9m/s的速度跑完全程.為了確定乙起跑的時機,甲在接力區(qū)前處作了標記,當甲跑到此標記時向乙發(fā)出起跑口令,乙在接力區(qū)的前端聽到口令時立即起跑(忽略聲音傳播的時間及人的反應時間),先做勻加速運動,速度達到最大后,保持這個速度跑完全程. 已知接力區(qū)的長度為L=20m,試求:

1)若,且乙恰好在速度達到與甲相同時被甲追上,完成交接棒,則在完成交接棒時乙離接力區(qū)末端的距離為多大?

2)若,乙的最大速度為8m/s,要使甲乙能在接力區(qū)內完成交接棒,且比賽成績最好,則乙在加速階段的加速度應為多少?

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【題目】在研究影響平行板電容器電容大小的因素的實驗中,用靜電計測量平行板電容器兩極板間的電勢差,如圖所示,由兩塊相互靠近彼此絕緣的平行金屬板組成平行板電容器的極板N與靜電計金屬球相連,極板M接地.在兩板相距一定距離時,給電容器充電,靜電計指針張開一定角度.在整個實驗過程中,保持電容器的帶電荷量Q不變,下面的操作中將使靜電計指針張角變大的是

A. 僅將M板水平向右平移靠近N

B. M板向下平移

C. M、N之間插入玻璃板

D. M、N之間緊靠M插入有一定厚度的金屬板

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【題目】如下圖所示是粒子速度選擇器的原理圖,如果粒子所具有的速率,那么(  )

A. 帶正電粒子必須沿ab方向從左側進入場區(qū),才能沿直線通過

B. 帶負電粒子必須沿ba方向從右側進入場區(qū),才能沿直線通過

C. 不論粒子電性如何,沿ab方向從左側進入場區(qū),都能沿直線通過

D. 不論粒子電性如何,沿ba方向從右側進入場區(qū),都能沿直線通過

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A. 向心加速度大于天宮一號的向心加速度

B. 運行速率小于天宮一號的速率

C. 角速度小于天宮一號的角速度

D. 運行周期小于天宮一號的周期

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