【題目】如圖所示，兩個同心圓，半徑分別為r和2r，在兩圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B.圓心O處有一放射源，放出粒子的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，假設粒子速度方向都和紙面平行, 不計粒子重力。

（1）圖中箭頭表示某一粒子初速度的方向，OA與初速度方向夾角為60°，要想使該粒子經(jīng)過磁場第一次通過A點，則初速度的大小是多少？

（2）要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域，則粒子的初速度不能超過多少？

【答案】（1）（2）

【解析】

試題（1）如圖所示，設粒子在磁場中的軌道半徑為，則由幾何關系可得：，又，聯(lián)立解得

（2）設粒子軌跡與磁場外界相切時，粒子在磁場中的軌道半徑為，

則由幾何關系有：

可得：，又，可得

故要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域，粒子的初速度不能超過

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播，t=0時的波的圖像如圖所示，質(zhì)點P的平衡位置在x=8m處，該波的周期T=0.2s，下列說法正確的是

A．該列波的傳播速度為20m/s

B．在0~1.0s內(nèi)質(zhì)點P經(jīng)過的路程2m

C．t=0.3s時質(zhì)點P的速度方向沿y軸正方向

D．x=4m處質(zhì)點的振動方程是y=10sin5πt（cm）

E．該波與頻率f=5Hz的另一列簡諧橫波相遇，一定會發(fā)生干涉

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】1932 年美國物理學家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地利用帶電粒子在磁場中的運動特點，解決了粒子的加速問題�，F(xiàn)在回旋加速器被廣泛應用于科學研究和醫(yī)學設備中。某型號的回旋加速器的工作原理如圖甲所示，圖乙為俯視圖�；匦铀倨鞯暮诵牟糠譃閮蓚� D 形盒，分別為 D1、D2。D 形盒裝在真空容器里，整個裝置放在巨大的電磁鐵兩極之間的強大磁場中，磁場可以認為是勻強磁場，且與 D 形盒

底面垂直。兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。D 形盒的半徑為 R，磁場的磁感應強

度為 B。設質(zhì)子從粒子源 A 處進入加速電場的初速度不計。質(zhì)子質(zhì)量為 m、電荷量為+q。加速器接入一定頻率的高頻交變電源，加速電壓為 U。加速過程中不考慮相對論效應和重力作用。求：

（1）質(zhì)子第一次經(jīng)過狹縫被加速后進入 D2 盒時的速度大小 v1 和進入 D2 盒后運動的軌道半徑 r1；

（2）質(zhì)子被加速后獲得的最大動能 Ek 和交變電壓的頻率 f；

（3）若兩 D 形盒狹縫之間距離為 d，且 d<<R。計算質(zhì)子在電場中運動的總時間 t1 與在磁場中運動總時間 t2，并由此說明質(zhì)子穿過電場時間可以忽略不計的原因。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，靜止的傾斜傳送帶上有一木塊正在勻速下滑，當傳送帶突然向上開動時，木塊滑到底部，所需要的時間，與傳送帶不動所用的時間相比較，正確的是（ ）

A. = B. > C. < D. 無法比較

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】物體的帶電量是一個不易測得的物理量，某同學設計了如下實驗來測量帶電物體所帶電量。如圖（a）所示，他將一由絕緣材料制成的小物塊A放在足夠長的木板上，打點計時器固定在長木板末端，物塊靠近打點計時器，一紙帶穿過打點計時器與物塊相連，操作步驟如下，請結合操作步驟完成以下問題：

（1）為消除摩擦力的影響，他將長木板一端墊起一定傾角，接通打點計時器，輕輕推一下小物塊，使其沿著長木板向下運動。多次調(diào)整傾角θ，直至打出的紙帶上點跡_，測出此時木板與水平面間的傾角，記為θ0。

（2）如圖（b）所示，在該裝置處加上一范圍足夠大的垂直紙面向里的勻強磁場，用細繩通過一輕小定滑輪將物塊A與物塊B相連，繩與滑輪摩擦不計。給物塊A帶上一定量的正電荷，保持傾角θ0不變，接通打點計時器，由靜止釋放小物塊A，該過程可近似認為物塊A帶電量不變，下列關于紙帶上點跡的分析正確的是（________）

A．紙帶上的點跡間距先增加后減小至零

B．紙帶上的點跡間距先增加后減小至一不為零的定值

C．紙帶上的點跡間距逐漸增加，且相鄰兩點間的距離之差不變

D．紙帶上的點跡間距逐漸增加，且相鄰兩點間的距離之差逐漸減少，直至間距不變

（3）為了測定物體所帶電量q，除θ0、磁感應強度B外，本實驗還必須測量的物理量有（_______）

A．物塊A的質(zhì)量M

B．物塊B的質(zhì)量m

C．物塊A與木板間的動摩擦因數(shù)μ

D．兩物塊最終的速度v

（4）用重力加速度g，磁感應強度B、θ0和所測得的物理量可得出q的表達式為______。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，邊長為L的等邊三角形abc為兩個勻強磁場的理想邊界，三角形內(nèi)的磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B，三角形外的磁場范圍足夠大、方向垂直紙面向里，磁感應強度大小也為B。頂點a處的粒子源沿∠a的角平分線發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電粒子，其初速度大小v0=，不計粒子重力，下列說法正確的是（　　 ）

A.粒子第一次返回a點所用的時間是

B.粒子第一次返回a點所用的時間是

C.粒子在兩個有界磁場中運動的周期是

D.粒子在兩個有界磁場中運動的周期是

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電熱水器金屬內(nèi)膽出水口加接一段曲長管道，在電熱水器漏電且接地線失效時，能形成“防電墻”，保障人的安全．如圖所示，當熱水器漏電且接地線失效時，其金屬內(nèi)膽與大地間電壓為220 V，由于曲長管道中水具有電阻(簡稱“隔電電阻”)，因而人體兩端的電壓不高于12 V，下列說法正確的是(　　)

A. 曲長管道應選用不易導電的材料制成

B. 曲長管道應選用導電性能好的材料制成

C. “隔電電阻”大于“人體電阻”，且兩者串聯(lián)

D. 熱水器漏電且接地線失效時，“防電墻”使人體內(nèi)無電流通過

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)，一根長度為R的輕桿，一端固定有質(zhì)量為m的小球甲，另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙，將兩小球放入凹槽內(nèi)，小球乙位于凹槽的最低點，如圖所示．由靜止釋放后

A.下滑過程中甲球減少的機械能總等于乙球增加的機械能

B.下滑過程中甲球減少的重力勢能總等于乙球增加的重力勢能

C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點

D.桿從右向左滑回時，乙球一定能回到凹槽的最低點

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關于電動勢和磁感應強度.，列說法正確的是

A.電源兩極間的電壓等于電源電動勢

B.電動勢越大的電源，將其他形式的能轉化為電能就越多

C.由 可知，某處的磁感應強度大小與放入該處的通電導線所受磁場力F成正比，與IL成反比

D.小磁針N極所受磁場力的方向就是該處磁感應強度的方向

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