【題目】如圖所示，在矩形區(qū)域(含邊界)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0=2.0×10-2T，A、B、C、D為矩形的四個(gè)頂點(diǎn)，BC邊長l1=4m，AB邊長l2=2m。大量質(zhì)量m=3.2×10-26kg、帶電荷量q=-1.6×10-18C的粒子，從A點(diǎn)沿AD方向以不同的速率射入勻強(qiáng)磁場中，粒子恰好均從BC邊射出，不計(jì)粒子重力及粒子間的作用力。求：

（1）粒子的速率的取值范圍；

（2）粒子在磁場中運(yùn)動的最長時(shí)間。

【答案】（1）；（2）

【解析】

(1)粒子恰好均從BC邊射出，可知粒子以最小速率v1運(yùn)動時(shí)恰好打在B點(diǎn)，由幾何關(guān)系可知其半徑

可知粒子以最大速率v2運(yùn)動時(shí)恰好打在C點(diǎn)，設(shè)其半徑為R2，由幾何關(guān)系

解得

m

粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，由洛倫茲力提供向心力，有

可得

解得

則粒子的速率的取值范圍為

(2)從B點(diǎn)射出的粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間最長，其運(yùn)動時(shí)間

而

解得

s

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】某同學(xué)利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究，一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）所示。向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放。小球離開桌面后落到水平地面。通過測量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。

回答下列問題：

（1）本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時(shí)的動能Ek相等。已知重力加速度大小為g，為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的 （填正確答案標(biāo)號）。

A．小球的質(zhì)量m

B．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s

C．桌面到地面的高度h

D．彈簧的壓縮量△x

E.彈簧原長l0

（2）用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek= 。

（3）圖（b）中的直線是實(shí)驗(yàn)測量得到的s—△x圖線。從理論上可推出，如果h不變。m增加，s—△x圖線的斜率會 （填“增大”、“減小”或“不變”）；如果m不變，h增加，s—△x圖線的斜率會 （填“增大”、“減小”或“不變”）。由圖（b）中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，Ep與△x的 次方成正比。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B、C三個(gè)一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時(shí)開始運(yùn)動。A由靜止釋放；B的初速度方向沿斜面向下，大小為v0；C的初速度方向沿水平方向，大小為v0。斜面足夠大，A、B、C運(yùn)動過程中不會相碰，下列說法正確的是（　�。�

A.A和C將同時(shí)滑到斜面底端

B.滑到斜面底端時(shí)，B的動能最大

C.滑到斜面底端時(shí)，C的重力勢能減少最多

D.滑到斜面底端時(shí)，C的機(jī)械能減少最多

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德（G·Atwood746-1807）創(chuàng)制的一和著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律。某同學(xué)對該裝置加以改進(jìn)后用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律和動量守恒定律，如圖乙所示。（已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g）

(1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度如圖丙所示，則d=___________mm；然后將質(zhì)量均為m（A的含擋光片和掛鉤、B的含掛鉤）的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，A置于桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，測量出擋光片中心到固定光電門中心的豎直距離h。

(2)為了驗(yàn)證動量守恒定律，該同學(xué)讓A在桌面上處丁靜止?fàn)顟B(tài)，將乃從靜止位置豎直提升s后由自由下落，光電門記錄下?lián)豕馄瑩豕獾臅r(shí)間為Δt（B未接觸桌面），則驗(yàn)證繩繃緊過程中系統(tǒng)治繩方向動量守恒定律的表達(dá)式為__________；如果該同學(xué)忘記將B下方的C取下（C的質(zhì)量也為m），光電門記錄擋光片擋光的時(shí)間為△t′。完成測量后，騎證動量守恒定律的表達(dá)式為__________。（用題中所給物理量符號表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知電流大小為I的長直導(dǎo)線在離長直導(dǎo)線r距離處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=k(k為比例系數(shù)，r為該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離，I為導(dǎo)線的電流大小)。如圖所示，在一半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)的圓心O處放置一電流大小為I的長直導(dǎo)線a，導(dǎo)線電流方向垂直紙面向外，紙面內(nèi)圓心O點(diǎn)右側(cè)2R處有另一長直導(dǎo)線b，電流大小也為I、方向如圖所示，N為圓心O到導(dǎo)線b距離的中點(diǎn)，其中導(dǎo)線a在N點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。下列說法正確的是（ ）

A.導(dǎo)線b產(chǎn)生的磁場穿過該圓形區(qū)域的磁通量為零

B.導(dǎo)線b在N點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、方向垂直紙面向外

C.導(dǎo)線b在圓心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B0、方向垂直紙面向外

D.導(dǎo)線a和導(dǎo)線b在N點(diǎn)產(chǎn)生磁場的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，小球放在光滑的墻與裝有鉸鏈的光滑薄板之間，薄板在F作用下逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動，在墻與薄板之間的夾角θ緩慢地從90°逐漸減小的過程中（ ）

A.小球?qū)Ρ“宓膲毫赡苄∮谛∏虻闹亓?/span>

B.小球?qū)Ρ“宓恼龎毫σ恢痹龃?/span>

C.小球?qū)Φ膲毫ο葴p小，后增大

D.小球?qū)Φ恼龎毫Σ豢赡艽笥谛∏虻闹亓?/span>

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光電門是一種較為精確的測時(shí)裝置，某同學(xué)使用光電門和其他儀器設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。A為裝有擋光片的鉤碼，總質(zhì)量用m表示，已知擋光片的擋光寬度為b，輕繩一端與A相連，另一端跨過光滑輕質(zhì)定滑輪與的重物B相連，B的質(zhì)量用M表示（并保證：M<m），他的做法是：先用力拉住B，保持A、B靜止，用h表示A的擋光片上端到光電門的距離；然后由靜止釋放B，A下落過程中經(jīng)過光電門，光電門可測出擋光片的擋光時(shí)間t，算出擋光片經(jīng)過光電門的平均速度，將其視為A下落h（hb）時(shí)的速度，重力加速度為g。

(1)為了完成上述實(shí)驗(yàn)，除了圖示給出的實(shí)驗(yàn)器材以外，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：________；

(2)在A從靜止開始下落h的過程中，驗(yàn)證以A、B、地球所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式為_______（用題目所給物理量的符號表示）；

(3)由于光電門所測的平均速度與物體A下落h時(shí)的瞬時(shí)速度間存在一個(gè)差值△v，因而系統(tǒng)減少的重力勢能________系統(tǒng)增加的動能（選填“大于”或“小于”）；

(4)為減小上述△v對結(jié)果的影響，該同學(xué)想到了以下一些做法，其中可行的是_______。

A.適當(dāng)減小擋光片的擋光寬度b

B.增大擋光片的擋光寬度b

C.減小擋光片上端到光電門的距離h

D.保持A下落的初始位置不變，測出多組t，算出多個(gè)平均速度然后取平均值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，A代表一個(gè)靜止在地球赤道上的物體、B代表一顆繞地心做勻速圓周運(yùn)動的近地衛(wèi)星，C代表一顆地球同步軌道衛(wèi)星。比較A、B、C繞地心的運(yùn)動，說法正確的是（　　）

A.運(yùn)行速度最大的一定是BB.運(yùn)行周期最長的一定是B

C.向心加速度最小的一定是CD.受到萬有引力最小的一定是A

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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=lkg、半徑為R=lm的圓弧體以放在水平面上，圓弧面的最低端B點(diǎn)剛好與水平面相切，B點(diǎn)左側(cè)水平面粗糙右側(cè)光滑，質(zhì)量為m=0. 5kg的物塊b放在水平面上的A點(diǎn)�，F(xiàn)使物塊b以大小為v0=4m/s的初速度向右滑去，并剛好能滑到圓弧面上的最高點(diǎn)C，A、B間的距離為L=lm，物塊b與B點(diǎn)左側(cè)水平面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度g取10 m/s2，。

(1)求圓弧面所對的圓心角；

(2)若A、B間水平面光滑，將圓弧體固定，物塊仍以v0的初速度向右滑去，則物塊從C點(diǎn)拋出后，經(jīng)多長時(shí)間落地？（結(jié)果可用根式表示）

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同步練習(xí)冊答案