【題目】如圖所示，虛線為兩磁場的邊界，虛線左側(cè)存在著半徑為R的半圓形勻強磁場，磁感應強度為B，方向垂直紙面向里，圓心O為虛線上的一點，虛線右側(cè)存在著寬度為R的勻強磁場，方向垂直紙面向外。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電的粒子，從圓周上的A點以某一初速度沿半徑方向射入半圓形磁場區(qū)域，恰好從D點射出，AO垂直OD。若將帶電粒子從圓周上的C點，以相同的初速度射入磁場，已知∠AOC=53°，粒子剛好能從虛線右側(cè)磁場區(qū)域射出，不計粒子重力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：

(1)帶電粒子的初速度及其從A到D的運動時間；

(2)粒子從C點入射，第一次運動到兩磁場的邊界時速度的方向及其離O點的距離；

(3)虛線右側(cè)磁場的磁感應強度。

【答案】(1)，；(2)速度的方向與磁場邊界的夾角為53°，；(3)

【解析】

(1)粒子從A點進磁場D點出磁場，作出軌跡如圖

由幾何關系得軌道半徑

洛倫茲力提供勻速圓周運動的向心力，有

解得

粒子在磁場中運動的圓心角為90°，有

而周期為

解得

(2)粒子從C點入射，作出軌跡如圖

由幾何知識得EF的長度

LEF=Rcos53°

在三角形EFO1中，有

即粒子轉(zhuǎn)過的圓心角，則速度的方向與磁場邊界的夾角為53°

而CE的長度

OF的長度為

聯(lián)立解得

(3)粒子在右側(cè)磁場的半徑為，由幾何關系有

由向心力公式得

聯(lián)立解得

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)圖。勵磁線圈產(chǎn)生的勻強磁場方向垂直紙面向外，電子束由電子槍產(chǎn)生，其速度方向與磁場方向垂直。電子速度的大小和磁場強弱可分別由通過電子槍的加速電壓和勵磁線圈的電流來調(diào)節(jié)。下列說法正確的是

A. 僅增大勵磁線圈中電流，電子束徑跡的半徑變大

B. 僅提高電子槍加速電壓，電子束徑跡的半徑變大

C. 僅增大勵磁線圈中電流，電子做圓周運動的周期將變大

D. 僅提高電子槍加速電壓，電子做圓周運動的周期將變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，木板P靜置于光滑水平面上，質(zhì)量為m，P的右端固定一輕質(zhì)彈簧，左端A與彈簧的自由端B相距L。質(zhì)量為2m且可以看作質(zhì)點的物塊以速度v0從A點滑上木板，物塊壓縮彈簧后被彈回并停在A點（彈簧始終在彈性限度內(nèi)）。物塊與P之間的動摩擦因數(shù)為μ，求：

(1)求P的最終速度v1；

(2)求此過程中彈簧最大壓縮量x；

(3)求此過程中彈簧的最大彈性勢能Ep。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2019年國產(chǎn)首套超導質(zhì)子回旋加速器進入集成測試階段，通過該設備可以將質(zhì)子的能量加速到230MeV，質(zhì)子被引出后射入人體，當?shù)竭_病灶的瞬間，釋放大量能量，實現(xiàn)對癌細胞的精準清除，不損傷人體正常細胞，是癌癥患者的福音。回旋加速器的原理如圖，D1和D2是兩個中空的半徑為R的半圓金屬盒，接在電壓為U、周期為T的交流電源上，位于D2圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略，重力不計)，質(zhì)子在兩盒之間被電場加速，D1、D2置于與盒面垂直的磁感應強度為B的勻強磁場中。已知質(zhì)子的電量為q、質(zhì)量為m，忽略質(zhì)子在電場中運動的時間，不考慮加速過程中的相對論效應，下列說法正確的是（ ）

A.交流電源的周期

B.質(zhì)子第一次進入D1盒與第一次進入D2盒的半徑之比為1:2

C.質(zhì)子在電場中加速的次數(shù)為

D.若只增大交變電壓U，則質(zhì)子的最大動能Ek會變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩光滑的平行金屬導軌位于同一水平面上，相距L，左端與一電阻R相連；整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向豎直向下。一質(zhì)量為m的導體棒ab置于導軌上，導體棒接入電路部分的電阻�，F(xiàn)給導體棒一水平向右的初速度v0，導軌足夠長且電阻忽略不計。求：

(1)導體棒ab兩端電勢差的最大值Uab；

(2)電阻R上產(chǎn)生熱量的最大值QR；

(3)導體棒ab運動位移的最大值x。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，實線是一簇未標明方向的勾強電場的電場線，虛線是一帶電粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，M、N是軌跡上的兩點，則（　�。�

A.粒子帶正電

B.M點的電勢高于N點的電勢

C.粒子在M點的速度大于在N點的速度

D.粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如面所示，寬度為的平行金屬導軌與水平面之間的夾角為，金屬棒ab重直導軌水平放置，處于靜止狀態(tài)。已知金屬棒質(zhì)量，電阻為，金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為0.5。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度為B=2T，導軌所接電源的電動勢為E=10V，內(nèi)阻。若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，滑動變阻器的阻值符合要求，其他電阻不計，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求

(1)金屬棒所受安培力的最大值；

(2)滑動變阻器接入電路中阻值的最大值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學利用如圖所示的實驗裝置探究物體的加速度與質(zhì)量的關系。

(1)實驗中，需要平衡小車所受的阻力。在不掛細繩和砂桶的情況下，改變木板的傾斜程度，當小車能拖動紙帶沿木板做__________（選填“勻速直線運動”或“勻變速直線運動”）時，說明已平衡了小車所受的阻力。

(2)實驗中，保持砂桶質(zhì)量不變，改變小車的質(zhì)量，測量小車運動的加速度。如圖所示為該同學某次實驗中打出紙帶的一部分，紙帶上的A、B、C為三個相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔T = 0.10s，A、B間的距離x1 = 6.00cm，B、C間的距離x2 = 6.40cm，則小車的加速度a =__________m/s2。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一臺理想變壓器及所接負載如下圖所示。在原線圈c、d兩端加上交變電流。已知b是原線圈中心抽頭，電壓表和電流表均為理想交流電表，電容器的耐壓值足夠大。下列說法正確的是（ ）

A.開關S1始終接a，當滑片P向下滑動時電壓表V1示數(shù)不變，電壓表V2示數(shù)變大，電流表A2示數(shù)變小

B.開關S1始終接b，當滑片P向上滑動時R1的電功率增大，V2示數(shù)的變化量與A2示數(shù)的變化量之比不變

C.保持滑片P的位置不變，將開關S1由b改接a，變壓器輸入功率變大

D.保持滑片P的位置不變，將開關S1由a改接b，電容器所帶電荷量將增大

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