【題目】如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域存在垂直于紙面向里的磁場,磁感應(yīng)強度為B,ABCD是兩個直徑,O點為圓心,P點為圓周上的一定,P點到AB的距離為,在P點有一粒源,沿平面向各個方向發(fā)射電荷量為q,質(zhì)量為m的帶負電的粒子。

1若一粒子的速度大小為,沿平行于AB的方向射入磁場,則該粒子在磁場中的運動時間為多少?

2若一粒子的速度大小為,沿平行于AB的方向射入磁場,則該粒子在磁場中的運動時間為多少?

3若粒子源所有粒子的速度均為,則所以粒子在磁場中運動范圍的面積是多少?

【答案】123

【解析】(1)洛倫茲力充當(dāng)粒子做圓周運動的向心力: , ,

根據(jù)題意畫出粒子在磁場中的運動軌跡,由幾何關(guān)系可得,粒子在磁場中做圓周運動的圓心角:

,粒子做圓周運動的周期: ,

粒子在磁場中的運動時間: ,所以

(2)當(dāng)速度為時,半徑為,畫出粒子的運動軌跡,粒子在磁場中做圓周運動的圓心角,在磁場中運動時間為 ;

(3)根據(jù)幾何關(guān)系,粒子運動區(qū)域分為三部分,第一部分是以為直徑的半圓,半徑為;

第二部分是扇形PME,半徑為,圓心角為

第三部分是弦PM和圓弧PAM圍成的面積。

第一部分的面積:

第二部分的面積:

第三部分的面積:

所以粒子在磁場中運動范圍的面積為:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)用多用表的歐姆擋測量阻值約為幾十千歐的電阻Rx,以下給出的是可能的實驗操作步驟,其中S為選擇開關(guān),P為歐姆擋調(diào)零旋鈕。把你認為正確的步驟前的字母按合理的順序填寫在橫線上________。

a.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)P使指針對準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度,斷開兩表筆

b.將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端,讀出Rx的阻值后,斷開兩表筆

c.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋×1k

d.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋×100

e.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)交流500 V擋,并拔出兩表筆

(2)用已調(diào)零且選擇旋鈕指向歐姆擋“×10”位置的多用電表測某電阻阻值,根據(jù)如圖所示的表盤,被測電阻阻值為____Ω。若將該表選擇旋鈕置于1 mA擋測電流,表盤仍如圖所示,則被測電流為________mA。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的直線是真空中某電場的一條電場線,A、B是這條直線上的兩點.一帶正電粒子僅在電場力作用下,以速度vA經(jīng)過A點向B點運動,經(jīng)過一段時間后,粒子以速度vB經(jīng)過B點,且vAvB方向相反,則 (  )

A. A點的電勢一定低于B點的電勢

B. 粒子在A點的電勢能一定小于在B點的電勢能

C. 粒子在A點的動能一定小于在B點的動能

D. A點的場強一定大于B點的場強

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在x軸相距為L的兩點固定兩個等量異種電荷+Q-Q,虛線是以+Q所在點為圓心、L/2為半徑的圓,ab、c、d是圓上的四個點,其中ac兩點在x軸上,b、d兩點關(guān)于x軸對稱。下列判斷不正確的是(  。

A. b、d兩點電勢相同

B. ab、c、d四個點中,c點電勢最低

C. b、d兩點電場強度相同

D. 將一試探電荷+q沿圓周從a點移動到c點,其電勢能減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的電動機,飛輪上固定著一個質(zhì)量為的重物,重物到軸的距離為R,電動機飛輪勻速轉(zhuǎn)動。當(dāng)角速度為時,電動機恰好不從地面上跳起,則= ,電動機對地面的最大壓力F= (重力加速度為)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2016816l40分,我國在酒泉用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。如圖所示為“墨子號”衛(wèi)星在距離地球表面500km高的軌道上實現(xiàn)兩地通信的示意圖。若己知地球表面重力加速度為g,地球半徑為R,則下列說法正確的是( )

A. 工作時,兩地發(fā)射和接受信號的雷達方向一直是固定的

B. 衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的速度小于7.9km/s

C. 可以估算出“墨子號”衛(wèi)星所受到的萬有引力大小

D. 可以估算出地球的平均密度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】要使真空中的兩個點電荷間的庫侖力增大到原來的4倍,下列方法中可行的是( 。

A. 每個點電荷的帶電量都增大到原來的4倍,電荷間距離變?yōu)樵瓉?/span>4

B. 保持點電荷的帶電量不變,使兩個電荷間的距離增大到原來的2

C. 使一個點電荷的電荷量加倍,另一個點電荷的電荷量保持不變,同時將兩個點電荷間的距離減小為原來的

D. 保持點電荷的電荷量不變,將兩個點電荷的距離減小到原來的1/2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1所示為驗證機械能守恒定律的實驗裝置.現(xiàn)有器材為:帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重物、天平.

1)為完成實驗,還需要的器材有_____

A.米尺 B06V直流電源

C.秒表 D06V交流電源

2)某同學(xué)用圖1所示裝置打出的一條紙帶如圖2所示,相鄰兩點之間的時間間隔為0.02s,根據(jù)紙帶計算出打下D點時重物的速度大小為_____m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

3)采用重物下落的方法,根據(jù)公式mv2=mgh驗證機械能守恒定律,對實驗條件的要求是_____,為驗證和滿足此要求,所選擇的紙帶第1、2點間的距離應(yīng)接近_____

4)該同學(xué)根據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點的速度,作出v2﹣h圖象如圖3所示,則圖線斜率的物理意義是_____

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示, 是電子不停車收費系統(tǒng)的簡稱,在高速公路上很常見.通過安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的電子標(biāo)簽與在收費站車道上的微波天線之間的通訊,從而達到車輛通過收費站不需停車而能交費的目的.如圖乙所示,這是汽車分別通過通道和人工收費通道路的流程.假設(shè)汽車以朝收費站正常沿直線行駛,如果過通道,需要在收費站中心線前處正好勻減速至,勻速通過中心線后,再勻加速至正常行駛;如果過人工收費通道,需要恰好在中心線處勻減速至零,經(jīng)過繳費成功后,再啟動汽車勻加速至正常行駛,設(shè)汽車加速和減速過程中的加速度大小均為.請完成:

)畫出汽車通過人工收費通道的圖像(從開始減速到恢復(fù)正常行駛過程).

)汽車過通道時,從開始減速到恢復(fù)正常行駛過程中的位移大。

)汽車通過通道比通過人工收費通道節(jié)約的時間是多少.

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