【題目】如圖所示，紙面內(nèi)直線ab左側(cè)區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在垂直ab向右的勻強(qiáng)電場，直線gh右側(cè)區(qū)域Ⅴ內(nèi)存在垂直gh向左的勻強(qiáng)電場。 直線ab、cd之間區(qū)域Ⅱ、直線ef、gh之間區(qū)域Ⅳ內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，直線cd、ef之間區(qū)域Ⅲ內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，圖中磁場未畫出。區(qū)域Ⅰ、Ⅴ的電場強(qiáng)度大小均為E，區(qū)域Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的磁場強(qiáng)度大小均為B。現(xiàn)將質(zhì)量為m、電荷量為q的帶粒子從區(qū)域Ⅰ中的A點(diǎn)由靜止釋放，粒子按某一路徑經(jīng)過上述各區(qū)域能回到A點(diǎn)并重復(fù)前述過程。已知A點(diǎn)與直線ab間的距離為l，粒子重力不計(jì)，各區(qū)域足夠大，磁場區(qū)域的寬度可調(diào)節(jié)，求：

（1）粒子第一次離開區(qū)域Ⅰ時的速度大��；

（2）請?jiān)趫D中畫出粒子運(yùn)動的一條可能軌跡的完整示意圖；

（3）直線ab、gh間的距離為多大時，粒子往、返通過區(qū)域Ⅲ作圓周運(yùn)動的圓心距離最小？并求該條件下粒子從A點(diǎn)出發(fā)到再次回到A點(diǎn)的時間。

【答案】(1) (2) (3) ，

【解析】試題分析：粒子在電場中加速，由動能定理可求粒子第一次離開區(qū)域Ⅰ時的速度大�。桓鶕�(jù)幾何關(guān)系，可求直線ab、gh間的距離d，粒子在磁場中運(yùn)動時間可由進(jìn)行求解，再結(jié)合運(yùn)動對稱性可求粒子從A點(diǎn)出發(fā)到再次回到A點(diǎn)的時間。

（1）由題意可知，粒子在電場中加速過程：

（2）如圖所示

（3）粒子進(jìn)入磁場區(qū)域：

粒子往、返通過區(qū)域Ⅲ作圓周運(yùn)動的圓心距離最小為0，即圓心重合，如圖

由幾何關(guān)系得解得

直線ab、gh間的距離

解得：

設(shè)A點(diǎn)出發(fā)到ab的時間為，

由對稱性可得電場中的時間

設(shè)粒子在直線ab、cd之間時間為，

由于對稱性得粒子通過磁場的時間：

聯(lián)立解得：A點(diǎn)出發(fā)到再次回到A點(diǎn)的時間：

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】氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊“懸浮”在導(dǎo)軌上，滑塊對導(dǎo)軌的壓力近似為零，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動可視為沒有摩擦。某實(shí)驗(yàn)小組驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計(jì))，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下:（滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB已經(jīng)給出且不相等）

①調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平。

②在A和B間放入一個被壓縮的輕彈黃，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上。

③用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1；B的右端至D板的距離L2

④給導(dǎo)軌送氣，氣流穩(wěn)定后，按下電鈕放開卡銷.同時使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動時間的計(jì)時器開始工作。當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時自動停止計(jì)時，從記時器上記下 A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動時間t1和t2

(1))利用已經(jīng)給的量和上述測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出驗(yàn)證動量守恒定律的表達(dá)式 _________

(2)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以求出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小，請寫出彈性勢能表達(dá)式為_________

(3)該實(shí)驗(yàn)裝置中由于彈簧的質(zhì)量不能忽略，會對實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度造成影響。下列哪種方式可以減小這種影響？ （___）

A.將彈簧與A、B滑塊都粘連在一起

B.將彈簧與AB中質(zhì)量較大的粘連在一起

C.將彈簧與AB中質(zhì)量較小的粘連在一起

D.將彈簧與A、B滑塊都不粘連在一起

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一根細(xì)線下端拴一個金屬小球P，細(xì)線的上端固定在金屬塊Q上，Q放在帶小孔(小孔光滑)的水平桌面上，小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動； 現(xiàn)使小球在一個更高的水平面上做勻速圓周運(yùn)動，而金屬塊Q始終靜止在桌面上的同一位置，金屬塊Q與小孔間的細(xì)線視作與桌面平行，則改變高度后與原來相比較，下面的判斷中正確的是

A. 細(xì)線所受的拉力變小

B. 小球P運(yùn)動的角速度變大

C. Q受到桌面的靜摩擦力變小

D. Q受到桌面的支持力變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中.一質(zhì)量為m的導(dǎo)體ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，導(dǎo)體與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)導(dǎo)體在水平向左、垂直于導(dǎo)體的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動距離L時，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持垂直）.設(shè)導(dǎo)體接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g.則此過程

A. 導(dǎo)體速度的最大值為

B. 流過電阻R的電量為

C. 恒力F與摩擦力做功之和等于整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱

D. 恒力F與安培力沖量之和等于桿動量的變化量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（多選）如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時恰好對軌道沒有壓力。已知AP=2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運(yùn)動過程中（ ）。

A. 重力做功

B. 機(jī)械能減少

C. 合外力做功

D. 摩擦力做功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合螺線管，則電路中( )

A. 始終有自a向b的感應(yīng)電流流過電流表G

B. 先有a→G→b方向的感應(yīng)電流，后有b→G→a方向的感應(yīng)電流

C. 先有b→G→a方向的感應(yīng)電流，后有a→G→b方向的感應(yīng)電流

D. 將不會產(chǎn)生感應(yīng)電流

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，T為理想變壓器，副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略，其余輸電線電阻可不計(jì)，則當(dāng)開關(guān)S閉合時（ ）

A. 交流電壓表V1和V2的示數(shù)一定都變小

B. 交流電壓表只有V2的示數(shù)變小

C. 交流電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大

D. 交流電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，ABC和DEF是固定在同一豎直平面內(nèi)的兩條光滑軌道，其中ABC的末端水平，DEF是半徑為r=0.4m的半圓形軌道，其直徑DF沿豎直方向，C、D可看作重合�，F(xiàn)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從軌道ABC上距C點(diǎn)高為H的地方由靜止釋放。（取g=10m/s2）

（1）若要使小球經(jīng)C處水平進(jìn)入軌道DEF且能沿軌道運(yùn)動，H至少要有多高？

（2）若小球靜止釋放處離C點(diǎn)的高度h小于（1）中H的最小值，小球可擊中與圓心等高的E點(diǎn)，求此h的值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,閉合矩形線圈abcd與長直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi),線圈的ab、dc兩邊與直導(dǎo)線平行,直導(dǎo)線中有逐漸增大、但方向不明的電流,則 ( )

A. 可知道線圈中的感應(yīng)電流方向

B. 可知道線圈各邊所受磁場力的方向

C. 無法判斷整個線圈所受的磁場力的方向

D. 無法判斷線圈中的感應(yīng)電流方向,也無法判斷線圈所受磁場力的方向

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