【題目】如圖甲所示,在y≥0的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示;與x軸平行的虛線MN下方有沿+y方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E=×103N/C.在y軸上放置一足夠大的擋板.t=0時刻,一個帶正電粒子從P點(diǎn)以v=2×104m/s的速度沿+x方向射入磁場.已知電場邊界MNx軸的距離為m,P點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為1.1m,粒子的比荷=106C/kg,不計粒子的重力.求粒子:

1)在磁場中運(yùn)動時距x軸的最大距離;

2)連續(xù)兩次通過電場邊界MN所需的時間;

3)最終打在擋板上的位置到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離.

【答案】(1);(2),;(3

【解析】

(1)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,有

解得半徑m

粒子在磁場中運(yùn)動時,到x軸的最大距離ym=2R=0.4m

(2)如答圖甲所示,粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期

s

由磁場變化規(guī)律可知,它在0-s(0-)

時間內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動至A點(diǎn),接著沿-y方向做勻速直線運(yùn)動直至電場邊界C點(diǎn),

用時

進(jìn)入電場后做勻減速運(yùn)動至D點(diǎn),由牛頓定律得粒子的加速度

粒子從C點(diǎn)減速至D再反向加速至C所需的時間

接下來,粒子沿+y軸方向勻速運(yùn)動至A所需時間仍為t2,磁場剛好恢復(fù),粒子將在洛倫茲力的作用下從A做勻速圓周運(yùn)動,再經(jīng)s時間,粒子將運(yùn)動到F點(diǎn),此后將重復(fù)前面的運(yùn)動過程.所以粒子連續(xù)通過電場邊界MN有兩種可能:

第一種可能是,由C點(diǎn)先沿-y方向到D再返回經(jīng)過C,所需時間為 t=t3=

第二種可能是,由C點(diǎn)先沿+y方向運(yùn)動至A點(diǎn)開始做勻速圓周運(yùn)動一圈半后,從G點(diǎn)沿-y方向做勻速直線運(yùn)動至MN,所需時間為 s

(3)由上問可知,粒子每完成一次周期性的運(yùn)動,將向-x方向平移2R(即答圖甲中所示從P點(diǎn)移到F點(diǎn)),,故粒子打在擋板前的一次運(yùn)動如答圖乙所示,其中I是粒子開始做圓周運(yùn)動的起點(diǎn),J是粒子打在擋板上的位置,K是最后一段圓周運(yùn)動的圓心,QI點(diǎn)與K點(diǎn)連線與y軸的交點(diǎn)。

由題意知,

,則

J點(diǎn)到O的距離

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】下列說法中正確的是_________.

A.光的雙縫干涉實驗中,若僅將入射光從紅光改為紫光,則相鄰亮條紋間距一定變小

B.做簡諧振動的物體,經(jīng)過同一位置時, 加速度可能不同

C.在受迫振動中,驅(qū)動力的頻率不一定等于物體的固有頻率

D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,要在鏡頭前加裝一個偏振片以增加透射光的強(qiáng)度

E.在波的傳播方向上兩相鄰的對平衡位置的位移始終相同的質(zhì)點(diǎn)間距離等于波長

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物體甲的v-t圖象和乙的x-t圖象分別如圖所示,則這兩個物體的運(yùn)動情況是( )

A. 甲在整個t=4s時間內(nèi)運(yùn)動方向一直不變

B. 甲在整個t=4s時間內(nèi)有來回運(yùn)動,平均速度為0

C. 乙在整個t=4s時間內(nèi)有來回運(yùn)動,通過的總位移大小為0m

D. 乙在整個t=4s時間內(nèi)運(yùn)動方向一直不變,速度為1.5 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為在同一直線上行駛的甲、乙兩車的位移-時間圖象,其中,t=0時刻甲車在距原點(diǎn)2x0處,乙車在原點(diǎn).下列說法正確的是(  )

A. 0t3時間內(nèi),甲車的運(yùn)動方向不變

B. 0t3時間內(nèi),甲、乙兩車的平均速度相同

C. t2t3時間內(nèi),甲車在追趕乙車且在t3時刻追上

D. t1t2時間內(nèi),甲、乙兩車之間的距離逐漸減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個圓形線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化的勻強(qiáng)磁場中,線圈平面與磁感線成30 o角,要想使線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大1倍,可采用的方法是( )

A. 將線圈的匝數(shù)增加1B. 將線圈的面積增加1

C. 將線圈的直徑增加1D. 使線圈平面與磁感線垂直

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,DO是水平面,AB是斜面,初速度為v0的物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DBA滑動到頂點(diǎn)A時速度剛好為零,如果斜面改為AC,讓該物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DCA滑動到A點(diǎn)且速度剛好為零, 則物體具有的初速度(已知物體與路面之間的動摩擦因數(shù)處處相同且不為零)( )

A. 等于v0 B. 大于v0 C. 小于v0 D. 取決于斜面的傾角

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【題目】如圖所示,質(zhì)量m=2kg的物體原來靜止在水平地面上,它與地面間的動摩擦因素為μ=0.4,一個沿水平方向的恒力F=12N作用在這個物體上,g10m/s2,求:

(1)物體運(yùn)動的加速度的大小是多少?

(2)開始運(yùn)動后3s內(nèi)物體發(fā)生的位移的大小是多少?

(3)開始運(yùn)動后3s末物體的速度的大小是多少?

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【題目】如圖所示為甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的v-t圖象。對于甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動,下列說法中正確的是(

A. 甲向所選定的正方向運(yùn)動,乙與甲的運(yùn)動方向相反

B. 甲和乙的速度并不相同

C. 在相同的時間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)甲、乙的位移相同

D. 不管甲、乙是否從同一地點(diǎn)開始運(yùn)動,它們之間的距離一定越來越大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組用圖甲所示的實驗裝置測量滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù).在一端裝有定滑輪的長木板上固定A、B兩個光電門,與光電門相連的計時器能顯示滑塊上的遮光片通過光電門時的遮光時間,滑塊通過繞過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩與測力計掛鉤相連,測力計下吊著沙桶,測力計能顯示掛鉤所受的拉力,滑塊對長木板的壓力與滑塊的重力大小相等,已知遮光片寬度為d,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g

(1)為了滿足實驗的要求,下列說法正確的是_______

A.長木板應(yīng)放在水平桌面上

B.長木板沒有定滑輪的一端應(yīng)適當(dāng)墊高,以平衡摩擦力

C.沙桶及測力計的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量

D.定滑輪與滑塊之間的細(xì)繩應(yīng)與長木板平行

(2)甲同學(xué)測出A、B兩光電門之間的距離為L,滑塊通過A、B兩光電門的時間分別為t1t2,滑塊的加速度大小a=_________(用字母L、dt1、t2表示).

(3)多次改變沙桶里沙的質(zhì)量,重復(fù)步驟(2),根據(jù)測得的多組Fa,作出a-F圖象如題23圖乙所示,由圖象可知,滑塊的質(zhì)量為____________,滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為________

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