如圖所示，足夠大的平行擋板A1、A2豎直放置，間距6L。兩板間存在兩個方向相反的勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN為理想分界面，Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，方向垂直紙面向外。A1、A2上各有位置正對的小孔S1、S2，兩孔與分界面MN的距離均為L，質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子經(jīng)寬度為d的勻強(qiáng)電場由靜止加速后，沿水平方向從S1進(jìn)入Ⅰ區(qū)，并直接偏轉(zhuǎn)到MN上的P點(diǎn)，再進(jìn)入Ⅱ區(qū)，P點(diǎn)與A1板的距離是L的k倍。不計(jì)重力，碰到擋板的粒子不予考慮。

（1）若k=1，求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；

（2）若，且粒子沿水平方向從S2射出，求出粒子在磁場中的速度大小v與k的關(guān)系式和Ⅱ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與k的關(guān)系式。

 

（1） （2）

【解析】

試題分析：（1）若果k=1，則有：MP=L，

即該情況粒子的軌跡半徑為：R=L，

粒子運(yùn)動軌跡是勻速圓周運(yùn)動，其向心力由洛倫茲力提供：

粒子在勻強(qiáng)電場中，據(jù)動能定理有：

（2）

由于P距離A1為k，且2<k<3，粒子從S2水平飛出，

該粒子運(yùn)動軌跡如上圖所示，則從S1到界線處的軌跡有：

則整理得：

又因?yàn)椋?img src="http://thumb.1010pic.com/pic6/res/GZWL/web/STSource/2014102204192692666645/SYS201410220419283173388821_DA/SYS201410220419283173388821_DA.011.png">

據(jù)幾何關(guān)系，相似三角形有：

則二區(qū)磁場與K關(guān)系為：

考點(diǎn)：本題考查勻變速直線運(yùn)動和勻速圓周運(yùn)動

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（重慶卷解析版） 題型：填空題

為了研究人們用繩索跨山谷過程中繩索拉力的變化規(guī)律，同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，他們將不可伸長輕繩的兩端通過測力計(jì)（不及質(zhì)量及長度）固定在相距為D的兩立柱上，固定點(diǎn)分別為P和Q，P低于Q，繩長為（）。他們首先在繩上距離P點(diǎn)10cm處（標(biāo)記為C）系上質(zhì)量為的重物（不滑動），由測力計(jì)讀出繩PC、QC的拉力大小和，隨后改變重物懸掛點(diǎn)的位置，每次將P到C點(diǎn)的距離增加10cm，并讀出測力計(jì)的示數(shù)，最后得到、與繩長之間的關(guān)系曲線如圖所示，由實(shí)驗(yàn)可知：

（1）曲線II中拉力最大時，C與P點(diǎn)的距離為______cm，該曲線為_______（選填：或）的曲線.

（2）在重物從P移動到Q的整個過程中受到最大拉力的是______（選填：P或Q）點(diǎn)所在的立柱。

（3）在曲線I、II相交處，可讀出繩的拉力= N，它與、、和重力加速度的關(guān)系為= 。

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（新課標(biāo)Ⅱ解析版） 題型：計(jì)算題

2012年10月，奧地利極限運(yùn)動員菲利克斯·鮑姆加特納乘氣球升至約39km的高空后跳下，經(jīng)過4分20秒到達(dá)距地面約1.5km高度處，打開降落傘并成功落地，打破了跳傘運(yùn)動的多項(xiàng)世界紀(jì)錄，取重力加速度的大小g=10m/s2.

（1）忽略空氣阻力，求該運(yùn)動員從靜止開始下落到1.5km高度處所需要的時間及其在此處速度的大小

（2）實(shí)際上物體在空氣中運(yùn)動時會受到空氣阻力，高速運(yùn)動受阻力大小可近似表示為f=kv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀，橫截面積及空氣密度有關(guān)，已知該運(yùn)動員在某段時間內(nèi)高速下落的v—t圖象如圖所示，著陸過程中，運(yùn)動員和所攜裝備的總質(zhì)量m=100kg，試估算該運(yùn)動員在達(dá)到最大速度時所受阻力的阻力系數(shù)（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）。

 

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（新課標(biāo)Ⅰ解析版） 題型：計(jì)算題

（20分）如圖，O、A、B為同一豎直平面內(nèi)的三個點(diǎn)，OB沿豎直方向，，.將一質(zhì)量為m的小球以一定的初動能自O(shè)點(diǎn)水平向右拋出，小球在運(yùn)動過程中恰好通過A點(diǎn)。使此小球帶電，電荷量為q（q＞0），同時加一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向與所在平面平行，現(xiàn)從O點(diǎn)以同樣的初動能沿某一方向拋出此帶點(diǎn)小球，該小球通過了A點(diǎn)，到達(dá)A點(diǎn)時的動能是初動能的3倍；若該小球從O點(diǎn)以同樣的初動能沿另一方向拋出，恰好通過B點(diǎn)，且到達(dá)B點(diǎn)的動能為初動能的6倍，重力加速度大小為g。求

（1）無電場時，小球達(dá)到A點(diǎn)時的動能與初動能的比值；

（2）電場強(qiáng)度的大小和方向。

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（新課標(biāo)Ⅰ解析版） 題型：選擇題

如圖（a），線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上，在ab線圈中通以變化的電流，測得cd間的的電壓如圖（b）所示，已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)的電流成正比， 則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是：

 

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（廣東卷解析版） 題型：選擇題

如圖所示的電路中，P為滑動變阻器的滑片。保持理想變壓器的輸入電壓不變，閉合電建S，下列說法正確的是

A.P向下滑動時，燈L變亮

B.P向下滑動時，變壓器的輸出電壓不變

C.P向上滑動時，[學(xué)-科網(wǎng)變壓器的輸入電流減小

D.P向上滑動時，變壓器的輸出功率變大

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（山東卷解析版） 題型：

如圖，光滑水平直軌道上兩滑塊A、B用橡皮筋連接，A的質(zhì)量為m，，開始時橡皮筋松弛，B靜止，給A向左的初速度，一段時間后，B與A同向運(yùn)動發(fā)生碰撞并粘在一起，碰撞后的共同速度是碰撞前瞬間A的速度的兩倍，也是碰撞前瞬間B的速度的一半。求：

（i）B的質(zhì)量；

（ii）碰撞過程中A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失。

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（安徽卷解析版） 題型：計(jì)算題

（20分）在光滑水平地面上有一凹槽A，中央放一小物塊B，物塊與左右兩邊槽壁的距離如圖所示，L為1.0m，凹槽與物塊的質(zhì)量均為m，兩者之間的動摩擦因數(shù)μ為0.05，開始時物塊靜止，凹槽以v0＝5m/s初速度向右運(yùn)動，設(shè)物塊與凹槽槽壁碰撞過程中沒有能量損失，且碰撞時間不計(jì)。g取10m/s2。求：( )

（1）物塊與凹槽相對靜止時的共同速度；

（2）從凹槽開始運(yùn)動到兩者相對靜止物塊與右側(cè)槽壁碰撞的次數(shù)；

（3）從凹槽開始運(yùn)動到兩者剛相對靜止所經(jīng)歷的時間及該時間內(nèi)凹槽運(yùn)動的位移大小。

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（四川卷解析版） 題型：計(jì)算題

(15分）石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強(qiáng)度及超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱等非凡的物理化學(xué)性質(zhì)有望使21世紀(jì)的世界發(fā)生革命性的變化，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。用石墨烯制作超級纜繩，人類搭建“太空電梯”的夢想有望在本世紀(jì)實(shí)現(xiàn)�？茖W(xué)家們設(shè)想，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉沿著這條纜繩運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換。

（1）若”太空電梯”將貨物從赤道基站運(yùn)到距地面高度為h1的同步軌道站，求軌道站內(nèi)質(zhì)量為m1的貨物相對地心運(yùn)動的動能。設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為ω，地球半徑為R。

（2）當(dāng)電梯倉停在距地面高度h2 = 4R的站點(diǎn)時，求倉內(nèi)質(zhì)量m2 = 50kg的人對水平地板的壓力大小。取地面附近重力加速度g = 10m/s2，地球自轉(zhuǎn)角速度ω = 7.3×10-5rad/s，地球半徑R = 6.4×103km。

 

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