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如圖所示,一足夠長的矩形區(qū)域abcd內充滿方向垂直紙面向里的、磁感應強度為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的帶正電粒子,已知粒子質量為m,電量為q,ad邊長為Lab邊足夠長,粒子重力不計,求:

(1)粒子能從ab邊上射出磁場的v0大小范圍.

(2)如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制,求粒子在磁場中運動的最長時間.


【解析】

(1)若粒子速度為v0,則qv0B =,   所以有R =,

設圓心在O1處對應圓弧與ab邊相切,相應速度為v01,則R1R1sinθ =,

R1 =代入上式可得,v01 =

類似地,設圓心在O2處對應圓弧與cd邊相切,相應速度為v02,則R2R2sinθ =,

R2 =代入上式可得,v02 =

所以粒子能從ab邊上射出磁場的v0應滿足v0

(2)由t =T =可知,粒子在磁場中經過的弧所對的圓心角α越長,在磁場中運動的時間也越長。由圖可知,在磁場中運動的半徑rR1時,運動時間最長,弧所對圓心角為(2π-2θ),

所以最長時間為t ==


練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖,平行金屬板傾斜放置,AB長度為L,金屬板與水平方向的夾角為θ,一電荷量為-q、質量為m的帶電小球以水平速度v0進入電場,且做直線運動,到達B點。離開電場后,進入如下圖所示的電磁場(圖中電場沒有畫出)區(qū)域做勻速圓周運動,并豎直向下穿出電磁場,磁感應強度為B。試求:

(1)帶電小球進入電磁場區(qū)域時的速度v。

(2)帶電小球在電磁場區(qū)域做勻速圓周運動的時間。

(3)重力在電磁場區(qū)域對小球所做的功。

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科目:高中物理 來源: 題型:


一名同學在用下圖甲所示的裝置做“研究勻變速直線運動”的實驗中,打點計時器所用交變電流的頻率為50Hz,下圖乙是某次實驗時得到的紙帶,圖中A、B、C、D、E是紙帶上五個計數點,則                         

(     )

A.打C點時小車的速度大小為2.1m/s

B.打D點時小車的速度大小為4.6m/s

C.小車的加速度大小為3.9m/s2

D.小車的加速度大小為12m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:


用下列器材組裝成一個電路,既能測量出電池組的電動勢E和內阻r,又能同時描繪小燈泡的伏安特性曲線。

A.電壓表V1(量程6V、內阻很大)

B.電壓表V2(量程3V、內阻很大)

C.電流表A(量程3A、內阻很。

D.滑動變阻器R(最大阻值10Ω、額定電流4A)

E.小燈泡(2A、5W)

F.電池組(電動勢E、內阻r

G.開關一只,導線若干

實驗時,調節(jié)滑動變阻器的阻值,多次測量后發(fā)現:若電壓表V1的示數增大,則電壓表V2的示數減小。

(1)請將設計的實驗電路圖在下方的虛線方框中補充完整。

(2)每一次操作后,同時記錄電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數,組成兩個坐標點(IU1)、(IU2),標到U—I坐標中,經過多次測量,最后描繪出兩條圖線,如下圖所示,則電池組的電動勢E    V、內阻r     Ω。(結果保留兩位有效數字)

(3)在U—I坐標中兩條圖線在P點相交,此時滑動變阻器連入電路的阻值應為     Ω,電池組的效率為             (結果保留兩位有效數字)。

               

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科目:高中物理 來源: 題型:


帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時,會受到洛倫茲力的作用。下列表述正確的是

    A.洛倫茲力對帶電粒子做功

    B.洛倫茲力不改變帶電粒子的動能

    C.洛倫茲力的大小與速度無關

    D.洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向

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如圖所示,一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場。方向垂直于回路所在的平面;芈芬运俣葀向右勻速進入磁場,直徑CD始絡與MN垂直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止,下列結論正確的是

 A.感應電流方向不變

 B.CD段直線始終不受安培力

 C.感應電動勢最大值E=Bav

 D.感應電動勢平均值

 

 

 

 

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兩根足夠長的光滑導軌豎直放置,間距為L,底端接阻值為R的電阻。將質量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端,金屬棒和導軌接觸良好,導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直,如圖所示。除電阻R外其余電阻不計,F將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放,則(   )

A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g

B.金屬棒向下運動時,流過電阻R的電流方向為ab

C.金屬棒的速度為v時,所受的按培力大小為F=              

D.電阻R上產生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少                  

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科目:高中物理 來源: 題型:


在某校開展的科技活動中,為了要測出一個未知電阻的阻值R,現有如下器材:讀數不準的電流表A、定值電R0、電阻箱R1、滑動變阻器R2、單刀單擲開關S1、單刀雙擲開關S2、電源和導線。

(1)畫出實驗電路圖,并在圖上標出你所選用器材的代碼。

(2)寫出主要的實驗操作步驟

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科目:高中物理 來源: 題型:


關于電功和電功率以下說法正確的是(      )

A.含有電動機電路中電功不能用公式W=UIt來計算

B.在一切電路中電功都等于電熱

C.對任何用電器,電功率公式P=UI均適用

D.當二極管兩端加的電壓為U,流過它的電流為I,此時二極管的電阻可以用R=U/I來計算

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