(16分)

如圖1所示，寬度為的豎直狹長區(qū)域內(nèi)（邊界為），存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直方向上的周期性變化的電場（如圖2所示），電場強(qiáng)度的大小為，表示電場方向豎直向上。時，一帶正電、質(zhì)量為的微粒從左邊界上的點以水平速度射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動到點后，做一次完整的圓周運(yùn)動，再沿直線運(yùn)動到右邊界上的點。為線段的中點，重力加速度為g。上述、、、、為已知量。

(1)求微粒所帶電荷量和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；

(2)求電場變化的周期；

(3)改變寬度，使微粒仍能按上述運(yùn)動過程通過相應(yīng)寬度的區(qū)域，求的最小值。

 

 

 

【答案】

（1）                                 

（2） 

（3）

【解析】（16分）

解：（1）微粒做直線運(yùn)動，則

                                                   ①

     微粒作圓周運(yùn)動，則

                                                         ②

     聯(lián)立①②得

                                                            ③

                                                           ④

（2）設(shè)微粒從運(yùn)動到Q的時間為，作圓周運(yùn)動的周期為，則

                                                             ⑤

                               ⑥

 ⑦ 

聯(lián)立③④⑤⑥⑦得

   ⑧

電場變化的周期

   ⑨

（3）若微粒能完成題述的運(yùn)動過程，要求

   ⑩

聯(lián)立③④⑥得

   11

設(shè)施直線運(yùn)動的最短時間為，由⑤⑩11得

因不變，的最小值

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（09年天津市十二區(qū)縣聯(lián)考）(16分）如圖甲所示，是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，底邊水平，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R。在金屬線框的下方有一水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，MN和是勻強(qiáng)磁場區(qū)域的上下邊界，并與線框的邊平行，磁場方向與線框平面垂直�，F(xiàn)金屬線框從磁場上方某一高度處由靜止開始下落，圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過磁場區(qū)域瞬間的速度一時問圖象，圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量，重力加速度為，忽略空氣阻力。求：

(1)金屬框的邊長以及磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

(2)金屬線框在離開磁場過程中所產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

16分）如圖甲所示，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場，磁場上邊界OM水平，以O(shè)點為坐標(biāo)原點，OM為x軸，豎直向下為y軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在x方向保持不變、y軸方向按B＝ky變化，k為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為L的正方形線框abcd從圖示位置靜止釋放，運(yùn)動過程中線框經(jīng)絡(luò)在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)線框下降h0（h0＜L）高度時達(dá)到最大速度，線框cd邊進(jìn)入磁場時開始做勻速運(yùn)動，重力加速度為g。求：

（1）線框下降h0高度時速度大小v1和勻速運(yùn)動時速度大小v2；

（2）線框從開始釋放到cd邊剛進(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生的電能ΔE；

（3）若將線框從圖示位置以水平向右的速度v0拋出，在圖乙中大致畫出線框上a點的軌跡。

 

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科目：高中物理 來源：2012屆江蘇省蘇中三市高三3月第一次調(diào)研測試物理試題（帶解析） 題型：計算題

16分）如圖甲所示，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場，磁場上邊界OM水平，以O(shè)點為坐標(biāo)原點，OM為x軸，豎直向下為y軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在x方向保持不變、y軸方向按B＝ky變化，k為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為L的正方形線框abcd從圖示位置靜止釋放，運(yùn)動過程中線框經(jīng)絡(luò)在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)線框下降h0（h0＜L）高度時達(dá)到最大速度，線框cd邊進(jìn)入磁場時開始做勻速運(yùn)動，重力加速度為g。求：
（1）線框下降h0高度時速度大小v1和勻速運(yùn)動時速度大小v2；
（2）線框從開始釋放到cd邊剛進(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生的電能ΔE；
（3）若將線框從圖示位置以水平向右的速度v0拋出，在圖乙中大致畫出線框上a點的軌跡。

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年江蘇省蘇中三市高三3月第一次調(diào)研測試物理試題（解析版） 題型：計算題

16分）如圖甲所示，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場，磁場上邊界OM水平，以O(shè)點為坐標(biāo)原點，OM為x軸，豎直向下為y軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在x方向保持不變、y軸方向按B＝ky變化，k為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為L的正方形線框abcd從圖示位置靜止釋放，運(yùn)動過程中線框經(jīng)絡(luò)在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)線框下降h0（h0＜L）高度時達(dá)到最大速度，線框cd邊進(jìn)入磁場時開始做勻速運(yùn)動，重力加速度為g。求：

（1）線框下降h0高度時速度大小v1和勻速運(yùn)動時速度大小v2；

（2）線框從開始釋放到cd邊剛進(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生的電能ΔE；

（3）若將線框從圖示位置以水平向右的速度v0拋出，在圖乙中大致畫出線框上a點的軌跡。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

16分）如圖9所示，粗糙斜面與光滑水平面通過半徑可忽略的光滑小圓弧平滑連接，斜面傾角，A、B是兩個質(zhì)量均為m=1kg的小滑塊（可看作質(zhì)點），C為左端附有膠泥的質(zhì)量不計的薄板，D為兩端分別連接B和C的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)滑塊A置于斜面上且受到大小F=4N，方向垂直斜面向下的恒力作用時，恰能向下勻速運(yùn)動�，F(xiàn)撤去F，讓滑塊A從斜面上距斜面底端L=1m處由靜止下滑。（g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）

（1）求滑塊A到達(dá)斜面底端時速度大小。

（2）滑塊A與C接觸后粘連在一起，求此后兩滑塊和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)在相互作用過程中，彈簧的最大彈性勢能。

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