【題目】如圖所示，兩同心圓半徑分別為r1=R和r2= ．環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直于圓面的勻強(qiáng)磁場．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從圓心處以速率v出發(fā)沿圓面向各個方向運(yùn)動且恰好不能穿越大圓所包圍的區(qū)域，不計(jì)重力．則

（1）環(huán)形區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？

（2）該粒子的運(yùn)動周期是多大？

【答案】（1） （2）

【解析】（1）如圖所示，粒子從圓心出發(fā)后先在小圓內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，射入磁場做勻速圓周運(yùn)動后再次射入小圓做勻速直線運(yùn)動，據(jù)對稱性可知，粒子必然會再次回到小圓的圓心處．運(yùn)動軌跡如圖所示．


設(shè)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r，環(huán)形區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，據(jù)牛頓第二定律有qvB＝m
由幾何關(guān)系知+r＝(+1)R
解得：r=R

聯(lián)立可解得
（2）粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期為T1＝

聯(lián)立得T1＝
圖中θ角滿足tanθ＝=1
由②⑥聯(lián)立得θ=45°
則可知粒子將沿圖示運(yùn)動軌跡從出發(fā)到第四次回到小圓圓心時完成一個運(yùn)動周期，因而粒子的運(yùn)動周期為
代入得T＝．

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】在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子P＋和P3＋，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖所示．已知離子P＋在磁場中轉(zhuǎn)過θ＝30°后從磁場右邊界射出．在電場和磁場中運(yùn)動時，離子P＋和P3＋求

(1)在磁場中運(yùn)動的半徑之比？

(2)在磁場中運(yùn)動的時間之比？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】阿爾法磁譜儀用于探測宇宙中的反物質(zhì)和暗物質(zhì)（即由“反粒子”構(gòu)成的物質(zhì)），如氚核（）的反粒子為（）。該磁譜儀核心部分截面區(qū)域是半徑為R的圓形磁場，磁場方向垂直紙面向外，如圖所示，P為入射窗口，各粒子從P射入速度相同，均沿直徑方向，P、a、b、c、d、e為圓周上等分點(diǎn)，如反質(zhì)子射入后打在e點(diǎn)，若氚核粒子射入，則（ ）

A. 氚核將打在d點(diǎn)

B. 氚核射入磁場后的運(yùn)動軌跡的半徑為反質(zhì)子的

C. 氚核的運(yùn)動時間為反質(zhì)子的

D. 氚核的運(yùn)動時間為反質(zhì)子的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在做探究加速度與物體質(zhì)量和合力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(使用下圖所示的裝置)，設(shè)小車和車上砝碼的總質(zhì)量為M，小盤及盤中砝碼的總質(zhì)量為m，分別得出如圖中甲、乙、丙、丁四個圖象，其中甲、乙、丙是a－F圖象，丁是a－ 圖象，則下列說法正確的是( )

A. 甲和乙較好地把握了實(shí)驗(yàn)條件M遠(yuǎn)大于m

B. 丙和丁沒有把握好實(shí)驗(yàn)條件M遠(yuǎn)大于m

C. 甲中長木板的傾角太小，乙中長木板的傾角太大

D. 甲、乙、丙三位同學(xué)中，丙同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組要精確測定額定電壓為220V的電熱絲正常工作時的電阻，已知電熱絲正常工作時電阻大約1100Ω，電學(xué)符號電阻的電學(xué)符號相同．

實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：

A．電流表A1（量程為0至3mA，內(nèi)阻RA1約為6Ω）

B．電流表A2（量程為0至1mA，內(nèi)阻RA2約為10Ω）

C．定值電阻R1=500Ω

D．定值電阻R2=1200Ω

E．滑動變阻器R（0至20Ω）一只

F．電壓表V1（量程為0至100V，內(nèi)阻Rv1=1000Ω）

G．電壓表V2（量程為0至300V，內(nèi)阻Rv2約9kΩ）

H．Ups不間斷電源E（可視為蓄電池組，電動勢為300V，內(nèi)阻不計(jì)）

I．開關(guān)S一只

（1）如圖所示，請選擇合適的器材（填寫器材前的字母編號）：電表1為______，電表2為______，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該將其中一個電表______聯(lián)（填入“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一定值電阻方可順利完成實(shí)驗(yàn)，則該電表為______，該定值電阻應(yīng)為______．

（2）實(shí)驗(yàn)小組按要求正確連接電路（圖略）后，進(jìn)行了測量______．

（3）若電流表A1的測量值為I1，電流表A2的測量值為I2，電壓表V1的測量值為U1，電壓表V2的測量值為U2，寫出測量電熱絲正常工作時的電阻表達(dá)式Rx=____________（填字母）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一臺交流發(fā)電機(jī)E.通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電，輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4，設(shè)T1的輸入電壓U1一定，當(dāng)用戶消耗的電功率變大時，有(　　)

A. P2變大，P3變大

B. P1變小，P2變小

C. U2變小，U3變小

D. U2變小，U4變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】中央電視臺報(bào)道了一起離奇交通事故．家住公路彎處的李先生家在三個月內(nèi)連續(xù)遭遇了七次大卡車側(cè)翻在自家門口的場面，第八次有輛卡車沖進(jìn)李先生家，造成三死一傷和房屋嚴(yán)重?fù)p毀的血腥慘案．經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示．交警以下判斷，你認(rèn)為正確的是（ ）

A．由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是因?yàn)檐囀艿诫x心力

B．由圖可知事故的原因可能是車速過快

C．為盡量避免此類事故再次發(fā)生，公路在設(shè)計(jì)上應(yīng)東高西低

D．為盡量避免此類事故再次發(fā)生，可以減小路面彎道半徑

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)做“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他先把彈簧放在水平桌面上使其自然伸展，用直尺測出其長度L0，再把彈簧豎直懸掛起來，刻度尺的零刻度線跟彈簧上端對齊，在彈簧的下部A處固定一個指針．如圖所示．掛上鉤碼，平衡后測出其長度L，令x＝L－L0.改變鉤碼個數(shù)，進(jìn)行多次測量．

(1)用F表示彈簧下端受到的鉤碼的拉力，則如圖所示的Fx圖線，你認(rèn)為符合實(shí)際情況的是__________.

A.B.C.D.

(2)如果將指針固定在A點(diǎn)的下方P處，在正確測出彈簧原長的情況下，再作出x隨F變化的圖象，此時彈簧勁度系數(shù)的測量值____實(shí)際值(填“大于”“小于”或“等于”)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】對于地球同步衛(wèi)星的認(rèn)識，正確的是（ ）

A. 它們只能在赤道的正上方，它們的軌道半徑可以不同，衛(wèi)星的加速度為零

B. 它們的軌道半徑都相同且一定在赤道的正上方，運(yùn)行速度小于第一宇宙速度

C. 它們運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，相對地球靜止,且處于平衡狀態(tài)

D. 它們可在我國北京上空運(yùn)行，故用于我國的電視廣播

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