【題目】如圖所示,xOy坐標(biāo)系中,在y軸右側(cè)有一平行于y軸的邊界PQPQ左側(cè)和右側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B的勻強(qiáng)磁場,磁場方向均垂直于xOy平面向里y軸上有一點(diǎn)A與原點(diǎn)O的距離為l電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子,以某一速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O處沿x軸正方向射出,經(jīng)過的時(shí)間為時(shí)恰好到達(dá)A點(diǎn),不計(jì)粒子的重力作用.

(1)粒子在左右中圓周運(yùn)動(dòng)半徑大小之比

(2)求邊界PQy軸的距離d和粒子從O點(diǎn)射出的速度大小v0;

(3)若相同的粒子以更大的速度從原點(diǎn)O處沿x軸正方向射出,為使粒子能經(jīng)過A點(diǎn),粒子的速度大小應(yīng)為多大?

【答案】(1) (2) , (3)

【解析】試題分析:(1)(2)帶電粒子先在左側(cè)磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由入射方向可以確定在該磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在y軸上,當(dāng)轉(zhuǎn)過一定角度后,進(jìn)入右側(cè)磁場做同方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng),最后在進(jìn)入左側(cè)恰好達(dá)到A點(diǎn),由帶電粒子在兩邊磁場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間列出方程從而可以求出在右側(cè)磁場中偏轉(zhuǎn)角,結(jié)合周期公式和半徑公式、幾何關(guān)系可以求得半徑之比、邊界PQy軸的距離d和粒子從O點(diǎn)射出的速度大小
(3)在第一問的基礎(chǔ)上,當(dāng)帶電粒子速度增大時(shí),其半徑也增大,表示出粒子在左側(cè)和右側(cè)運(yùn)動(dòng)一次在y軸上上移的距離y,要使帶電粒子能夠回到A點(diǎn),則有,把相應(yīng)的半徑公式代入就能求得速度的可能值.

(1)帶電粒子在兩側(cè)磁場均做圓周運(yùn)動(dòng),均有:

解得:

(2)由得:

粒子經(jīng)過實(shí)踐t恰好到達(dá)A點(diǎn),其軌跡如圖

設(shè)OM段圓弧對應(yīng)圓心角為,則:

解得:

為等邊三角形,由幾何關(guān)系可得:

解得:,

得:

(2)速度更大的粒子,必從y軸高點(diǎn)處轉(zhuǎn)向下方時(shí)經(jīng)過A點(diǎn),一個(gè)周期圖像如圖

粒子在一個(gè)周期內(nèi)沿y軸方向的位移為:,其中:r2=2r1

即:其中

經(jīng)過A點(diǎn)的條件是:,n=1,2,3,…

且:

得:,n=1,2,3,…

因:,故n只能取12,故粒子的速度大小為:

n=1,2)

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】如圖所示,甲、乙兩細(xì)繩一端系著小球,另一端固定在豎直放置的圓環(huán)上,小球位于圓環(huán)的中心,開始時(shí)甲繩水平,乙繩傾斜,F(xiàn)將圓環(huán)在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針緩慢向左滾動(dòng)至乙繩豎直,在此過程中

A.甲繩中的彈力增大,乙繩中的彈力增大

B.甲繩中的彈力增大,乙繩中的彈力減小

C.甲繩中的彈力減小,乙繩中的彈力增大

D.甲繩中的彈力減小,乙繩中的彈力減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,為探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和砝碼的質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系圖.鉤碼的質(zhì)量為,小車和砝碼的質(zhì)量為m2,重力加速度為g.

1)下列說法正確的是__________.

A.每次在小車上加減砝碼時(shí),應(yīng)重新平衡摩擦力

B.實(shí)驗(yàn)時(shí)若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先釋放小車后接通電源

C.本實(shí)驗(yàn)m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1

D.在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí),應(yīng)作a圖象

2)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,若軌道水平,他測量得到的圖象,如圖,設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,則小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)____,鉤碼的質(zhì)量__________.

3)實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖所示.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是,圖中長度單位是cm,由此可以算出小車運(yùn)動(dòng)的加速度是____m/s2.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在我國新交通法中規(guī)定“車讓人”,駕駛員駕車時(shí)應(yīng)考慮到行人過馬路的情況。若有一汽車以8m/s的速度勻速行駛即將通過路口,此時(shí)正有行人在過人行橫道,而汽車的前端距停車線8m,該車減速時(shí)的加速度大小為5m/s2。下列說法中正確的是(

A.駕駛員立即剎車制動(dòng),則至少需2 s汽車才能停止

B.在距停車線7.5m處才開始剎車制動(dòng),汽車前端恰能止于停車線處

C.若經(jīng)0.25s后才開始剎車制動(dòng),汽車前端恰能止于停車線處

D.若經(jīng)0.2s后才開始剎車制動(dòng),汽車前端恰能止于停車線處

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻波形如圖中的實(shí)線所示,此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn);t0.6s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示,ab、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn),它們的平衡位置橫坐標(biāo)分別為70cm,50cm60cm,90cm,設(shè)波的周期為T,則以下說法正確的是( )

A.波源以及每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均沿y軸正方向開始振動(dòng)

B.T=0.8s,則在t0.5s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)bP的位移相同

C.t0.6 s時(shí)刻開始,經(jīng)過0.5T,質(zhì)點(diǎn)b沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)20m

D.t0時(shí)刻開始,質(zhì)點(diǎn)a0.6 s時(shí)間內(nèi)通過的路程可能為60cm

E.T=0.8s,從t0.4s時(shí)刻開始計(jì)時(shí),則質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方程為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖甲所示的電路中,ab兩端接入圖乙所示的電壓,副線圈接火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)(報(bào)警器未畫出),圖中電壓表和電流表均為理想電表,電壓表的示數(shù)為22V,D為理想二極管,R0為定值電阻,L為電阻恒定的指示燈,RT為熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而減小。下列說法中正確的是(

A.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1

B.RT處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí),電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)將變小

C.RT處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí),指示燈L將變暗

D.若只將原線圈的理想二極管去掉,則電壓表的示數(shù)會(huì)變?yōu)樵瓉淼?/span>2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),軌道的一個(gè)端點(diǎn)和圓心的連線與水平方向間的夾角θ=370,另一端點(diǎn)為軌道的最低點(diǎn),其切線水平。一質(zhì)量M= 2kg、板長L =0.65m的滑板靜止在光滑水平地面上,左端緊靠C點(diǎn),其上表面所在平面與圓弧軌道C點(diǎn)和右側(cè)固定平臺(tái)D等高。質(zhì)量為m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中點(diǎn)以v0=0.6m/s的速度水平拋出,恰好從軌道的端沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道,然后沿圓弧軌道滑下經(jīng)C點(diǎn)滑上滑板;暹\(yùn)動(dòng)到平臺(tái)D時(shí)被牢固粘連。已知物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5,滑板右端到平臺(tái)D左側(cè)的距離s0.1m<s<0.5m范圍內(nèi)取值。取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8.求:

(1) 物塊到達(dá)點(diǎn)時(shí)的速度大小vB

(2) 物塊經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對圓弧軌道的壓力

(3) 試討論物塊剛滑上平臺(tái)D時(shí)的動(dòng)能s的關(guān)系

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖a所示,在水平路段AB上有一質(zhì)量為lxl03kg的汽車,正以l0m/s的速度向右勻速行駛,汽車前方的水平路段BC因粗糙程度不同引起阻力變化,汽車通過整個(gè)ABC路段的v-t圖象如圖b所示,t=15s時(shí)汽車剛好到達(dá)C點(diǎn),并且已作勻速直線運(yùn)動(dòng),速度大小為5m/s運(yùn)動(dòng)過程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持不變,假設(shè)汽車在AB路段上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的恒定阻力為Ff=2000N,下列說法正確的是

A汽車在AB BC段發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率不變都是l×l04W

B汽車在BC段牽引力增大,所以汽車在BC段的加速度逐漸增大

C由題給條件不能求出汽車在BC段前進(jìn)的距離

D由題所給條件可以求出汽車在8m/s時(shí)加速度的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一位同學(xué)利用光電計(jì)時(shí)器等器材做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)。有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球從A處由靜止釋放,下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門,測得A、B間的距離為HH>>d),光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門的時(shí)間為t,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g。則:

(1)如圖乙所示,用游標(biāo)卡尺測得小球的直徑d________mm

(2)多次改變高度H,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作,作出H的變化圖像如圖丙所示,當(dāng)圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足表達(dá)式___________________時(shí),可判斷小球下落過程中機(jī)械能守恒。

(3)實(shí)驗(yàn)中,因受空氣阻力影響,小球動(dòng)能的增加量ΔEk總是稍小于其重力勢能的減少量ΔEp,適當(dāng)降低下落高度后,則ΔEpΔEk___________(填增大”“減小不變)。

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