【題目】如圖,平面直角坐標系中,在,y0y-L區(qū)域存在場強大小相同,方向相反均平行于y軸的勻強電場,在-Ly0區(qū)域存在方向垂直于xOy平面紙面向外的勻強磁場,一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子,經(jīng)過y軸上的點P10,L)時的速率為v0,方向沿x軸正方向,然后經(jīng)過x軸上的點P2L,0)進入磁場。在磁場中的運轉(zhuǎn)半徑R=L(不計粒子重力),求:

1)粒子到達P2點時的速度大小和方向;

2;

3)粒子第一次從磁場下邊界穿出位置的橫坐標;

4)粒子從P1點出發(fā)后做周期性運動的周期。

【答案】1v0,與x53°角;(2;(32L;(4。

【解析】

1)如圖,粒子從P1P2做類平拋運動,設(shè)到達P2時的y方向的速度為vy,

由運動學(xué)規(guī)律知L=v0t1

L=t1

可得t1=,vy=v0

故粒子在P2的速度為v==v0

設(shè)vxβ角,則tanβ==,即β=53°;

2)粒子從P1P2,根據(jù)動能定理知qEL=mv2-mv02可得

E=

粒子在磁場中做勻速圓周運動,根據(jù)qvB=m

解得:B===

解得:;

3)粒子在磁場中做圓周運動的圓心為O,在圖中,過P2v的垂線交y=-直線與Q點,可得:

P2O′===r

故粒子在磁場中做圓周運動的圓心為O,因粒子在磁場中的軌跡所對圓心角α=37°,故粒子將垂直于y=-L

直線從M點穿出磁場,由幾何關(guān)系知M的坐標x=L+r-rcos37°=2L

4)粒子運動一個周期的軌跡如上圖,粒子從P1P2做類平拋運動:t1=

在磁場中由P2M動時間:t2==

M運動到Na==

t3==

則一個周期的時間T=2t1+t2+t3=。

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平地面靜止放著一質(zhì)量m5kg的木箱,木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ0.2,一與水平方向成θ37°、大小F20N的恒力作用于木箱,木箱在力F的作用下由靜止開始運動4.0s,sin37°0.6cos37°0.8,取g10m/s2,求:

14.0s末,木箱的速度大小。

24.0s內(nèi),力F所做的功。

34.0s末,力F的瞬時功率。

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【題目】如圖所示,一沙袋用無彈性輕細繩懸于O點.開始時沙袋處于靜止狀態(tài),一彈丸以水平速度v0擊中沙袋后未穿出,二者共同擺動.若彈丸質(zhì)量為m,沙袋質(zhì)量為5m,彈丸和沙袋形狀大小忽略不計,彈丸擊中沙袋后漏出的沙子質(zhì)量忽略不計,不計空氣阻力,重力加速度為g.下列說法中正確的是(  )

A. 彈丸打入沙袋過程中,細繩所受拉力大小保持不變

B. 彈丸打入沙袋過程中,彈丸對沙袋的沖量大小等于于沙袋對彈丸的沖量大小

C. 彈丸打入沙袋過程中所產(chǎn)生的熱量為

D. 沙袋和彈丸一起擺動所達到的最大高度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)為測量自己頭發(fā)絲能承受的最大拉力,設(shè)計了如下實驗:取長度相同的細線和頭發(fā)絲系于一物體C上,細線的另一端固定于水平刻度尺的A點,手握著頭發(fā)絲的另一端沿刻度尺向右水平緩慢移動,直到頭發(fā)絲恰好被拉斷,記下此時的位置B,從刻度尺上讀出AB間的距離為d=40cm.已知細線與頭發(fā)絲的長度均為L=25cm,物體C質(zhì)量為m=300g,取重力加速度g=10m/s2.求:

(1)頭發(fā)絲能承受的最大拉力。

(2)若細線能承受的最大拉力為F=3.6N,試通過計算判定頭發(fā)絲斷裂后,物體在細線作用下進行的擺動能否到達最低點。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】研究性學(xué)習(xí)小組圍繞一個量程為30mA的電流計展開探究。

(1)為測量該電流計的內(nèi)阻,同學(xué)甲設(shè)計了如圖(a)所示電路。圖中電源電動勢未知,內(nèi)阻不計。閉合開關(guān),將電阻箱阻值調(diào)到20Ω時,電流計恰好滿偏;將電阻箱阻值調(diào)到95Ω時,電流計指針指在如圖(b)所示位置,則電流計的讀數(shù)為________mA,由以上數(shù)據(jù)可得電流計的內(nèi)阻Rg=________Ω。

(2)同學(xué)乙將甲設(shè)計的電路稍作改變,在電流計兩端接上兩個表筆,如圖(c)所示,設(shè)計出一個簡易的歐姆表,并將表盤的電流刻度轉(zhuǎn)換為電阻刻度;閉合開關(guān),將兩表筆斷開,調(diào)節(jié)電阻箱,使指針指在“30mA”處,此處刻度應(yīng)標為_________(填“0”或“∞”);再保持電阻箱阻值不變,在兩表筆間接不同阻值的已知電阻找出對應(yīng)的電流刻度。則“10 mA”處對應(yīng)表筆間電阻阻值為________Ω。若該歐姆表使用一段時間后,電池內(nèi)阻變大不能忽略,電動勢不變,但將兩表筆斷開,使指針仍能滿偏,按正確使用方法再進行測量,其測量結(jié)果與原結(jié)果相比將________(填“變大”、“變小”或“不變”)。

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【題目】如圖所示的是一個透明圓柱體的橫截面,一束單色光平行于直徑AB射向圓柱體,光線經(jīng)過折射后恰能射到B點,已知入射光線到直徑AB的距離為RR是圓柱體的半徑。已知光在真空中的傳播速度為c,求:

①該透明圓柱體介質(zhì)的折射率;

②該單色光從C點傳播到B點的時間;

③折射光線過B點時是否發(fā)生全反射,說明理由。

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【題目】12分)如圖所示,固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌電阻不計,上端a、b間接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,且處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上。初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0。整個運動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行。

1)求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向;

2)當導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時,速度變?yōu)?/span>v,求此時導(dǎo)體棒的加速度大小a

3)導(dǎo)體棒最終靜止時彈簧的彈性勢能為Ep,求導(dǎo)體棒從開始運動直到停止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,是汞原子的能級圖,一個自由電子的總能量為8.0ev,與處于基態(tài)的汞原子碰撞后(不計汞原子的動量變化),則電子剩余的能量可能為(碰撞無能量損失)( )

A. 0.3ev B. 3.1ev C. 4.9ev D. 8.8ev

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【題目】一含有理想變壓器的電路如圖甲所示,圖中理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為21,電阻R1R2的阻值分別為,電流表、電壓表都是理想交流電表,a、b輸入端輸入的電流如圖乙所示,下列說法正確的是( 。

A. 電流表的示數(shù)為

B. 電壓表的示數(shù)為

C. 00.04s內(nèi),電阻R1產(chǎn)生的焦耳熱為0.24J

D. 0.03s時,通過電阻R1的電流為

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