【題目】如圖(甲)所示,MN為豎直放置彼此平行的兩塊平板,板間距離為d,兩板中央各有一個小孔OO′正對,在兩板間有垂直于紙面方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化如圖(乙)所示.有一群正離子在t=0時垂直于M板從小孔O射入磁場,已知正離子質(zhì)量為m、帶電荷量為q,正離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T0 . 不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響,不計離子所受重力.求:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小;
(2)要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場,正離子射入磁場時的速度v0的可能值.

【答案】
(1)解:正離子射入磁場,洛倫茲力提供向心力

做勻速圓周運(yùn)動的周期,

聯(lián)立兩式得磁感應(yīng)強(qiáng)度,

答:磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小 ;


(2)解:要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場,v0的方向應(yīng)如圖所示,

兩板之間正離子只運(yùn)動一個周期,即T0,則

兩板之間正離子運(yùn)動n個周期,即nT0,則R=

聯(lián)立上式可得,正離子的速度 =

答:要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場,正離子射入磁場時的速度v0的可能值為 (n=1,2,3…).


【解析】(1)根據(jù)牛頓第二定律,由洛倫茲力提供向心力,結(jié)合圓周運(yùn)動的周期公式,可求出磁感應(yīng)強(qiáng)度.(2)由幾何關(guān)系可確定運(yùn)動半徑與已知長度的關(guān)系,由正離子在兩板運(yùn)動n個周期,從而即可求解.
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了洛倫茲力的相關(guān)知識點(diǎn),需要掌握洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功才能正確解答此題.

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】下列說法正確的是( )
A.物體運(yùn)動的速度越大,它的加速度也一定越大
B.物體運(yùn)動的加速度越大,它的速度也一定越大
C.運(yùn)動物體的加速度減小,速度一定減小
D.運(yùn)動物體的加速度增大,速度可能減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,R1、R2、R3、R4均為可變電阻,C1、C2均為電容器,電源的電動勢為E,內(nèi)阻r≠0.若改變四個電阻中的一個阻值,則( )

A.減小R1 , C1、C2所帶的電量都增加
B.增大R2 , C1、C2所帶的電量都增加
C.增大R3 , C1、C2所帶的電量都增加
D.減小R4 , C1、C2所帶的電量都增加

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一個M=2 kg的物體A放在μ=0.2的粗糙水平面上,用一條質(zhì)量不計的細(xì)繩繞過定滑輪和一個m0=0.1 kg的小桶B相連,已知:A受到的最大靜摩擦力Fmax=4.5 N,滑輪上的摩擦不計,g=10 m/s2,求在以下情況下,A受到的摩擦力的大小.

(1)只掛B,處于靜止?fàn)顟B(tài)時;

(2)只掛B但在A上再放一個M′=3 kg的物體時;

(3)只在桶內(nèi)加入m1=0.33 kg的沙子時;

(4)只在桶內(nèi)加入m2=0.5 kg的沙子時.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,現(xiàn)提供如圖所示實驗裝置.請思考探究思路并回答下列問題:

1為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取做法是__________。

A.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運(yùn)動

B.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運(yùn)動

C.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動

D.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運(yùn)動

2某學(xué)生在平衡摩擦力時,把長木板的一端墊得過高,使得傾角偏大.他所得到的a-F關(guān)系是下列的哪根圖線?圖中a是小車的加速度F是細(xì)線作用于小車的拉力.:_____________。

3消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后可用鉤碼總重力代替小車所受的拉力,此時鉤碼質(zhì)量m與小車總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的關(guān)系為______________________;

(4)圖為某次實驗得到的紙帶,已知相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)的時間間隔0.1s.根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為___________.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平放置的帶小孔的金屬薄板間有勻強(qiáng)電場,薄板的上極板電勢高于下極板,板間距d=1.25m.M恰好在薄板小孔P、N的正上方,距上極板的距離h=1.25m.若從M處由靜止釋放一個質(zhì)量m=1×10﹣3kg電荷量為qa=﹣4×10﹣3C的帶電小球a,小球a恰好能到達(dá)下極板的N孔處而未穿出極板,現(xiàn)若將m=1×10﹣3kg電荷量為qb=﹣5×10﹣3C的帶電小球b從M點(diǎn)由靜止釋放,重力加速度g=10m/s2 , 下列說法正確的是( )

A.薄板間的勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為3×105N/C
B.薄板間的勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為5×105N/C
C.帶電小球a從M處下落至下極板的時間為1.0s
D.帶電小球b從M處下落的過程中機(jī)械能的變化量為﹣ J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于四個公式①P=UI;②P=I2R;③P= ;④P= ,下列說法正確的是( )
A.公式②適用于任何電路的熱功率的計算
B.公式①②④適用于任何電路電功率的計算
C.公式④適用于任何電路的電功率的計算
D.以上均正確

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,用水平力F推靜止在斜面上的物塊,當(dāng)力F由零開始逐漸增大而物塊仍保持靜止?fàn)顟B(tài),則物塊(  )

A. 所受合力逐漸增大

B. 所受斜面摩擦力逐漸增大

C. 所受斜面彈力逐漸增大

D. 所受斜面作用力逐漸變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一傾角θ = 37°的足夠長斜面固定在水平地面上。一個物體以v0 = 12m/s的初速度從斜面上某點(diǎn)處沿斜面向上運(yùn)動,加速度大小為a = 80m/s2。已知重力加速度g = 10m/s2,sin37°= 06,cos37°= 08。

1求物體沿斜面向上滑行的時間;

2求物體與斜面間的動摩擦因數(shù);

3若最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,請分析說明,該物體運(yùn)動到最高點(diǎn)后,是停下來還是向下運(yùn)動?

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