（09年湘西南名校聯(lián)考）（14分）如圖所示，第四象限內(nèi)有互相正交的勻強(qiáng)電場E與勻強(qiáng)磁場B1， E的大小為0.5×103V/m, B1大小為0.5T；第一象限的某個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)，有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2，磁場的下邊界與x軸重合．一質(zhì)量m=1×10-14kg、電荷量q=1×10-10C的帶正電微粒以某一速度v沿與y軸正方向60°角從M點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)P點(diǎn)即進(jìn)入處于第一象限內(nèi)的磁場B2區(qū)域．一段時(shí)間后，小球經(jīng)過y軸上的N點(diǎn)并與y軸正方向成60°角的方向飛出。M點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，-10)，N點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，30)，不計(jì)粒子重力，g取10m/s2．

(1)請(qǐng)分析判斷勻強(qiáng)電場E1的方向并求出微粒的運(yùn)動(dòng)速度v；

(2)勻強(qiáng)磁場B2的大小為多大？

(3) B2磁場區(qū)域的最小面積為多少？

解析：(1) 由于重力忽略不計(jì)，微粒在第四象限內(nèi)僅受電場力和洛倫茲力，且微粒做直線運(yùn)動(dòng)，速度的變化會(huì)引起洛侖茲力的變化，所以微粒必做勻速直線運(yùn)動(dòng)．這樣，電場力和洛侖茲力大小相等，方向相反，電場E的方向與微粒運(yùn)動(dòng)的方向垂直，即與y軸負(fù)方向成30°角斜向下。

　　

由力的平衡有

 

Eq=B1qv　　

　　　　　　　　　

∴  

     

(2) 畫出微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖．

由幾何關(guān)系可知粒子在第一象限內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為　　　　　　　   

微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供，即

 

　　　

　　　　　  

解之得　　 

         

(3) 由圖可知，磁場B2的最小區(qū)域應(yīng)該分布在圖示的矩形PACD內(nèi)．由幾何關(guān)系易得　　

　　

　　　　　　　　　　

　　　　　　　　

所以，所求磁場的最小面積為 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（09年湘西南名校聯(lián)考）（13分）一圓環(huán)A套在一均勻圓木棒B上，A的高度相對(duì)B的長度來說可以忽略不計(jì)。A和B的質(zhì)量都等于m，A和B之間的滑動(dòng)摩擦力為f（f < mg）。開始時(shí)B豎直放置，下端離地面高度為h，A在B的頂端，如圖所示。讓它們由靜止開始自由下落，當(dāng)木棒與地面相碰后，木棒以豎直向上的速度反向運(yùn)動(dòng)，并且碰撞前后的速度大小相等。設(shè)碰撞時(shí)間很短，不考慮空氣阻力，問：在B再次著地前，要使A不脫離B，B至少應(yīng)該多長？

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

（09年湘西南名校聯(lián)考）（15分）在光滑的水平面上有一質(zhì)量M = 2kg的木板A，其右端擋板上固定一根輕質(zhì)彈簧，在靠近木板左端的P處有一大小忽略不計(jì)質(zhì)量m = 2kg的滑塊B。木板上Q處的左側(cè)粗糙，右側(cè)光滑。且PQ間距離L = 2m，如圖所示。某時(shí)刻木板A以υA = 1m/s的速度向左滑行，同時(shí)滑塊B以υB = 5m/s的速度向右滑行，當(dāng)滑塊B與P處相距時(shí)，二者剛好處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，若在二者共同運(yùn)動(dòng)方向的前方有一障礙物，木板A與它碰后以原速率反彈（碰后立即撤去該障礙物）。求B與A的粗糙面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和滑塊B最終停在木板A上的位置。（g取10m/s2）

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

（09年湘西南名校聯(lián)考）（16分）從陰極K發(fā)射的電子經(jīng)電勢差U0=4500V的陽極加速后，沿平行于板面的方向從中央射入兩塊長L1=10cm，間距d=4cm的平行金屬板AB之后，在離金屬板邊緣L2=75cm處放置一個(gè)直徑D=20cm的帶有記錄紙的圓筒（如圖所示），整個(gè)裝置放在真空內(nèi)，電子發(fā)射的初速度不計(jì)。已知電子質(zhì)量m=0.9×10-30 kg。

    （1）若在兩金屬板上加上U1=1000V的直流電壓（A>B），為使電子沿入射方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)加怎樣的磁場？

（2）若在兩金屬板上加上U2=1000cos2πt（V）的交流電壓，并使圓筒繞中心軸按圖示方向以=4πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，確定電子在記錄紙上的軌跡形狀并畫出1s鐘內(nèi)所記錄的圖形。（要求算出記錄紙上的最大偏移距離）

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

（09年湘西南名校聯(lián)考）（9分）用伏安法測電阻時(shí)，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，不論使用電流表內(nèi)接法還是電流表外接法，都會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。為了消除系統(tǒng)誤差，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的測量電路。

   

①請(qǐng)完成下列操作過程：

第一步：先將R2的滑動(dòng)頭調(diào)到最左端，單刀雙擲開關(guān)S2合向a，然后閉合電鍵S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1和R2，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些（不超過量程），讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1。

第二步：保持兩滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭位置不變，                                         

                                                                         。

②根據(jù)以上記錄數(shù)據(jù)寫出被測電阻的表達(dá)式=        。

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖連接好實(shí)物圖。

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