【題目】如圖所示，在真空室中平面直角坐標(biāo)系的y軸豎直向上，x軸上的P點(diǎn)與Q點(diǎn)關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對(duì)稱(chēng)，PQ間的距離d=30cm。坐標(biāo)系所在空間存在一個(gè)垂直于xOy平面的圓形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子在xOy平面內(nèi)，從P點(diǎn)與x軸成30°的夾角射出，該粒子將做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，已知帶電粒子以速度v=2.0m/s射出，質(zhì)量m=10×10-27kg，所帶電荷量q=1.0×10-19C，使帶電粒子通過(guò)Q點(diǎn)，且其運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2.0×10-7T。(不計(jì)帶電粒子重力)求：

（1）油滴在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；

（2）圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積S。

【答案】(1) (2)

【解析】帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其軌跡如圖所示，

設(shè)其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R、運(yùn)動(dòng)周期為T、粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，根據(jù)牛頓第二定律：

解得：

所以

設(shè)帶電粒子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，從N點(diǎn)射出磁場(chǎng)，由于粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)，如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知∠MO'N=60°，

所以，帶電油滴在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

(3)連接MN，當(dāng)MN為圓形磁場(chǎng)的直徑時(shí)，圓形磁場(chǎng)面積最小，如圖所示．根據(jù)幾何關(guān)系圓形磁場(chǎng)的半徑r=Rsin30°=0.05m

其面積為：S=πr2=0.0025πm2=7.9×10-3m2．

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】小燈泡的電阻不是一個(gè)定值，某同學(xué)用如圖所示電路，測(cè)繪標(biāo)有“， ”的小燈泡的燈絲電阻隨電壓變化的圖象．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪處的圖象如圖所示．由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為__________ ；當(dāng)所加電壓為時(shí)，燈絲電阻為__________ ，此時(shí)燈泡實(shí)際消耗的電功率為__________ ．

②請(qǐng)說(shuō)明小燈泡的電阻隨的增大而增大的主要原因______________________________．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，平行光滑U形導(dǎo)軌傾斜放置，傾角θ=30°。，導(dǎo)軌間的距離L=1.0m，電阻R=R1=3.0Ω，電容器電容C=2×10-8C，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T，質(zhì)量m=0.4kg，電阻r=1.0Ω的金屬棒ab垂直置于導(dǎo)軌上，現(xiàn)用沿軌道平面且垂直于金屬棒的大小F=5.0N的恒力，使金屬棒ab從靜止起沿導(dǎo)軌向上滑行，求：

(1)金屬棒ab達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大�。�g=10m/s)；

(2)金屬棒ab從靜止開(kāi)始到勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量的物塊，以速度滑上正沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的水平傳送帶，傳送帶兩滑輪A、B間的距離，已知傳送帶的速度，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度g取．關(guān)于物塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)，下列表述正確的是（ ）

A. 物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為4s

B. 物塊滑離傳送帶時(shí)的速率為

C. 皮帶對(duì)物塊的摩擦力對(duì)物塊做功為6J

D. 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量為18J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖中虛線(xiàn)框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)�，F(xiàn)通過(guò)測(cè)量通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受的安培力，來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)；E為直流電源；R為電阻箱；A為電流表；S為開(kāi)關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線(xiàn)。

完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：

（1）① 按圖接線(xiàn)。

② 保持開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，在托盤(pán)內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱(chēng)出細(xì)沙質(zhì)量m1。

③ 閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤(pán)內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使D________；然后讀出________，并用天平稱(chēng)出此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量m2。

④ 用米尺測(cè)量D的底邊長(zhǎng)度L。

(2)用測(cè)量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出B＝________。

(3)判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若________，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，細(xì)桿PQ水平固定，重為20 N的小球A穿在桿PQ上，用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩與重為10 N小球B相連。已知小球A與桿PQ間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。現(xiàn)用水平力F拉B，求：

（1）當(dāng)水平力F=10 N時(shí)，細(xì)線(xiàn)對(duì)小球B的拉力大小；

（2）要保持小球A靜止不動(dòng)，細(xì)線(xiàn)與桿之間夾角θ的最小值。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩物塊B、C用輕質(zhì)彈簧連在一起，置于光滑的水平面上，物塊A以與B碰撞，在極短的時(shí)間內(nèi)與B粘合在一起．已，，則：

（1）在A與B碰撞過(guò)程中損失的動(dòng)能?

（2）在A與B碰撞過(guò)程中A對(duì)B的沖量是多少？

（3）A、B、C與彈簧組成的系統(tǒng)具有的最大彈性勢(shì)能，問(wèn)C的質(zhì)量是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】從地面豎直上拋一物體A，同時(shí)在離地面某一高度處有另一物體B自由下落，兩物體在空中同時(shí)到達(dá)同一高度時(shí)速率都是v，則（ ）

A. 物體A上拋的初速度的大小和物體B的末速度的大小都是2v

B. A與B在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等

C. A能上升的高度和B開(kāi)始下落時(shí)的高度相同

D. 兩物體在空中同時(shí)到達(dá)同一高度處一定是B物體開(kāi)始下落時(shí)高度的中點(diǎn)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如下圖所示，閉合線(xiàn)圈abcd從高處自由下落一段時(shí)間后垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入一有界磁場(chǎng)，在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)的這段時(shí)間內(nèi)，線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)的速度圖象不可能是

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案