【題目】如圖所示,在第一象限內(nèi),0<x≤a的區(qū)域Ⅰ中有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,x>a的區(qū)域Ⅱ中有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,兩區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.沿y軸有一不計(jì)厚度的返回粒子收集器,內(nèi)部距離原點(diǎn)為2aP點(diǎn)有一粒子源,持續(xù)不斷的沿x軸正方向發(fā)射速度大小不同的同種帶電粒子,粒子的質(zhì)量為m、電荷量為+q,不計(jì)粒子的重力,求:

(1) 進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ磁場的粒子的最小速度;

(2) 粒子從P點(diǎn)射出到返回到收集器上的同一位置的運(yùn)動時間;

(3) 要使所有返回區(qū)域Ⅰ磁場的帶電粒子都能被收集器收集,求收集器的最小長度.

【答案】1 2 34a2a

【解析】

(1)根據(jù)臨界情況是軌跡與邊界相切求半徑得到速度;根據(jù)要求作出軌跡圖,由幾何關(guān)系求時間.

(1)進(jìn)入剛好進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ磁場,則軌跡與邊界相切,由幾何關(guān)系:r1a

在磁場中做勻速圓周運(yùn)動

解得:

(2)粒子在左側(cè)磁場運(yùn)動的第一段軌跡對應(yīng)的圓心角為60°

運(yùn)動時間

解得:

(3)由幾何關(guān)系:PN2a

粒子速度最大且能返回到y軸的運(yùn)動軌跡示意圖如圖所示:

由幾何關(guān)系可得

2r3sinβ2a

解得:r32a,β30°

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】下列關(guān)于運(yùn)動和力的敘述,正確的是

A. 圖甲中,蹲在體重計(jì)上的人突然站起的瞬間指針示數(shù)會大于人的重力G

B. 圖乙中,在玻璃漏斗中做勻速圓周運(yùn)動的小球受到的合外力是恒力

C. 圖丙中,在水平直跑道上減速的航天飛機(jī),傘對飛機(jī)的拉力大于飛機(jī)對傘的拉力

D. 圖丁中,滑冰運(yùn)動員通過圓弧彎道處,若此時地面摩擦力突然消失,則他將在冰面上沿著軌跡半徑方向離心而去

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】測繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中,使用的小燈泡標(biāo)有“6 V 3 W”,其他可供選擇的器材有:

A.電壓表V1(量程6 V,內(nèi)阻20 kΩ)

B.電壓表V2(量程20 V,內(nèi)阻60 kΩ)

C.電流表A1(量程3 A,內(nèi)阻0.2 Ω)

D.電流表A2(量程0.6 A,內(nèi)阻1 Ω)

E.滑動變阻器R1(01000 Ω,0.5 A)

F.滑動變阻器R2(020 Ω2 A)

G.學(xué)生電源E(6 V8 V)

H.開關(guān)S及導(dǎo)線若干

某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測得小燈泡兩端的電壓U和通過它的電流I,繪成UI關(guān)系曲線如圖甲所示.

(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________,電流表應(yīng)選用________,滑動變阻器應(yīng)選用________

(2)在虛線框乙中畫出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖________;

(3)若實(shí)驗(yàn)中采用了如下圖所示的部分電路,測算出的電功率比燈泡的實(shí)際功率___________(選填偏大偏小”)。

(4)若將該小燈泡接在電動勢為6 V,內(nèi)阻為4 Ω的電源兩端,則燈泡實(shí)際消耗的功率為________W(保留3位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】18世紀(jì)數(shù)學(xué)家莫佩爾蒂,哲學(xué)家伏爾泰曾經(jīng)設(shè)想穿透地球;假設(shè)能夠沿著地球兩極連線開鑿一條沿著地軸的隧道貫穿地球,一個人可以從北極入口由靜止自由落入隧道中忽略一切阻力,此人可以從南極出口飛出,(已知此人的質(zhì)量m=50 kg;地球表面處重力加速度g10 m/s2;地球半徑R=6.4×106 m;假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體均勻球殼對殼內(nèi)任一點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)合引力為零)則以下說法正確的是

A人與地球構(gòu)成的系統(tǒng),由于重力發(fā)生變化故機(jī)械能不守恒

B人在下落過程中,受到的萬有引力與到地心的距離成正比

C人從北極開始下落,到剛好經(jīng)過地心的過程萬有引力對人做功W=3.2×109 J

D當(dāng)人下落經(jīng)過距地心R瞬間,人的瞬時速度大小為×103 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一彈簧秤的秤盤質(zhì)量為m1,水平秤盤內(nèi)放一質(zhì)量為m2的物體Q,秤盤與物體間的彈力大小為N,輕質(zhì)彈簧質(zhì)量不計(jì),系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)給Q物體施加一個豎直向上的力F,使物體從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動。下列說法正確的是

A. 物體Q在離開秤盤前,其對秤盤的壓力N大于自身的重力

B. N=0時,彈簧恢復(fù)到原長

C. F所做的功小于Q所增加的機(jī)械能

D. Q與秤盤分離時,F最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:

a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動,重復(fù)幾次

b.選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,找一個合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時起點(diǎn)Ot0),然后每隔四個點(diǎn)選取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖2A、B、C、D、EF所示;通過測量、計(jì)算可以得到在打A、BC、D、E五點(diǎn)時小車的速度,以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),作出速度一時間圖象如圖3所示。

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請你完成下列任務(wù):

1)在下列儀器和器材中,本實(shí)驗(yàn)中使用的有__________(填選項(xiàng)前的字母)。

A.電壓合適的50Hz交流電源

B.電壓可調(diào)的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含砝碼)

2)根據(jù)速度一時間圖象可知,計(jì)數(shù)點(diǎn)O對應(yīng)的小車速度為_____m/s,小車運(yùn)動的加速度為_____m/s2

3)紙帶中只標(biāo)出了O、A兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離為1.60cm,計(jì)算可得A、B兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離為_____cm(保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出,未加磁場時上升最大高度為H1,若加上水平方向的勻強(qiáng)磁場,且保持初速度仍為v0,最大高度為H2,若不計(jì)空氣阻力,則(

A. B.

C. D. 無法比較

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)某物理實(shí)驗(yàn)小組在使用多用電表按正確步驟測量某一電阻阻值,選擇開關(guān)指在“×100”歐姆檔,指針指示位置如下圖所示,則此電阻的阻值是________Ω。

(2)然后他們用伏-安法來測未知電阻(電流表的內(nèi)阻約1Ω,電壓表的內(nèi)阻約20kΩ);為了得到盡量多的數(shù)據(jù)、較精確測出電阻值,并要求電壓從0開始調(diào)節(jié),他們應(yīng)選用下圖中的______圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用此方法測出的電阻值比真實(shí)值偏________。(選填”)

(3)在用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)測得了七組數(shù)據(jù)(如下表)。

組別

1

2

3

4

5

6

7

U/v

1.22

1.02

0.88

0.60

0.63

0.51

0.48

I/A

0.2

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

1.0

①根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖中已描好點(diǎn),該同學(xué)也作出U—I圖線;

從圖線中得出,電源電動勢E=_________V;內(nèi)電阻r =_______Ω。

②若另一位同學(xué)未畫出圖線,只選用其中兩組UI的數(shù)據(jù),根據(jù)公式E= U1+I1 rE=U2+I2 r算出Er,這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果,則他選用其中第4組和第_____組數(shù)據(jù)時算得的結(jié)果誤差大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)電場,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后從磁場的左邊界上M點(diǎn)進(jìn)入垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中,最后從磁場的左邊界上的N點(diǎn)離開磁場.已知帶電粒子的比荷=3.2×109 C/kg,電場強(qiáng)度E=200 V/m,M、N間距MN=1 cm,金屬板長L=25 cm,粒子的初速度v0=4×105 m/s,帶電粒子重力忽略不計(jì),求:

(1)粒子射出電場時的運(yùn)動方向與初速度v0的夾角θ;

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。

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同步練習(xí)冊答案