勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為d，邊界為CD和EF。一電子從CD邊界外側(cè)以速率v0垂直射入勻強(qiáng)磁場，入射方向與CD邊界間夾角為θ。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，為使電子能從磁場的另一側(cè)EF射出，求電子的速率v0至少多大？若θ角可取任意值，v0的最小值是多少？
解：本題考查圓周運(yùn)動(dòng)的邊界問題的求解方法。當(dāng)入射速率v0很小時(shí)，電子會(huì)在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)一段圓弧后又從CD一側(cè)射出，速率越大，軌道半徑越大，當(dāng)軌道與邊界EF相切時(shí)，電子恰好不能從EF射出，如圖所示。電子恰好射出時(shí)，由幾何知識(shí)可得：
r＋rcosθ＝d ①
又r＝ ②
由①②得v0＝ ③
故電子要射出磁場，速率至少應(yīng)為
由③式可知，θ＝0°時(shí)，v0＝最小
由②式知此時(shí)半徑最小，rmin＝，也可由軌跡分析得出上述結(jié)論
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，將一根質(zhì)量為M=0.06kg的均勻?qū)Ь�桿彎成矩形閉合導(dǎo)線框abcd，其ab=cd=L1=0.1m，bc=ad=L2=0.2m．它的ad邊由aO、dO′兩軸承支撐沿水平放置，導(dǎo)線框位于豎直平面內(nèi)，bc段中點(diǎn)固定一質(zhì)量為m=0.02kg的小金屬球，整個(gè)裝置處在一方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)導(dǎo)線框中通以大小恒為1A的恒定電流I時(shí)，整個(gè)裝置以O(shè)O′為軸從靜止開始逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．
（1）在圖中畫出導(dǎo)線框bc段中的電流方向；
（2）若導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)過程中與豎直方向的最大偏角θ為37°，則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1為多大？（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（3）若已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=1T，則導(dǎo)線框在運(yùn)動(dòng)過程中，速度達(dá)到最大時(shí)，與豎直方向的偏角α為多大．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒ab可沿接有電阻R=1Ω的足夠長的豎直導(dǎo)體框架無摩擦地滑動(dòng)，框架間距L=50cm，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，方向如圖示，其余電阻均不計(jì)．若棒ab由靜止開始沿框架下落，且與框保持良好接觸，那么在下落的前一階段，棒ab將做
加速度逐漸減小的加速
加速度逐漸減小的加速
運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒ab運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的速度v=
25m/s
25m/s
．（g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示螺線管的匝數(shù)n=1500，橫截面積S=20cm2，電阻r=2Ω，與螺線管串聯(lián)的外電阻R=4Ω．若穿過螺線管的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖（乙）所示的規(guī)律變化，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
0.6
0.6
V，線圈兩端a、b之間的電壓為
0.4
0.4
V．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長的豎直光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L1=0.1m，導(dǎo)軌下端通過導(dǎo)線連接阻值R=0.4Ω的電阻．質(zhì)量為m=0.2kg、阻值r=0.1Ω的金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向外的均勻變化的勻強(qiáng)磁場中．
（1）若金屬棒距導(dǎo)軌下端為L2=0.2m，磁場隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，為保持金屬棒靜止，試求作用在金屬棒中央、沿豎直方向的外力隨時(shí)間變化的關(guān)系式；
（2）若所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B′，通過恒定功率Pm=6W的豎直向上的拉力使棒從靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，棒向上運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的情況如圖丙所示，圖中OA段為曲線，AB段為直線，其反向延長線與t軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（0.6，0）．試求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′的大小和變速運(yùn)動(dòng)階段在電阻R上產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，空間存在一寬度為2L有界勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里．在光滑絕緣水平面內(nèi)有一邊長為L的正方形金屬線框，其質(zhì)量m=1kg、電阻R=4Ω，在水平向左的外力F作用下，以初速度v0=4m/s勻減速進(jìn)入磁場，線框平面與磁場垂直，外力F大小隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示．以線框右邊剛進(jìn)入磁場時(shí)開始計(jì)時(shí)，求：
（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（2）線框進(jìn)入磁場的過程中，通過線框的電荷量q；
（3）判斷線框能否從右側(cè)離開磁場？說明理由．
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