【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磁場，x>a的區(qū)域Ⅱ中有垂直于紙面向外的勻強磁場，兩區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度大小均為B.沿y軸有一不計厚度的返回粒子收集器，內(nèi)部距離原點為2a的P點有一粒子源，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，不計粒子的重力，求：

(1) 進入?yún)^(qū)域Ⅱ磁場的粒子的最小速度；

(2) 粒子從P點射出到返回到收集器上的同一位置的運動時間；

(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） （3）4a－2a

【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)進入剛好進入?yún)^(qū)域Ⅱ磁場，則軌跡與邊界相切，由幾何關(guān)系：r1＝a

在磁場中做勻速圓周運動

解得：

(2)粒子在左側(cè)磁場運動的第一段軌跡對應的圓心角為60°

運動時間

解得：

(3)由幾何關(guān)系：PN＝2a

粒子速度最大且能返回到y軸的運動軌跡示意圖如圖所示：

由幾何關(guān)系可得

2r3sinβ＝2a

解得：r3＝2a，β＝30°

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于運動和力的敘述，正確的是

A. 圖甲中，蹲在體重計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，傘對飛機的拉力大于飛機對傘的拉力

D. 圖丁中，滑冰運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】在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，使用的小燈泡標有“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(0～1000 Ω，0.5 A)

F．滑動變阻器R2(0～20 Ω，2 A)

G．學生電源E(6 V～8 V)

H．開關(guān)S及導線若干

某同學通過實驗測得小燈泡兩端的電壓U和通過它的電流I，繪成U－I關(guān)系曲線如圖甲所示．

(1)實驗中電壓表應選用________，電流表應選用________，滑動變阻器應選用________；

(2)在虛線框乙中畫出實驗所用的電路圖________；

(3)若實驗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際功率___________(選填“偏大”或“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，數(shù)學家莫佩爾蒂，哲學家伏爾泰曾經(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g取10 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)任一點的質(zhì)點合引力為零)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，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)�，F(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，彈簧恢復到原長

C. F所做的功小于Q所增加的機械能

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所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律

主要實驗步驟如下：

a．安裝好實驗器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運動，重復幾次

b．選出一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當作計時起點O（t＝0），然后每隔四個點選取一個計數(shù)點，如圖2中A、B、C、D、E、F所示；通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E五點時小車的速度，以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系，在坐標紙上描點，作出速度一時間圖象如圖3所示。

結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務：

（1）在下列儀器和器材中，本實驗中使用的有_____和_____（填選項前的字母）。

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，計數(shù)點O對應的小車速度為_____m/s，小車運動的加速度為_____m/s2

（3）紙帶中只標出了O、A兩計數(shù)點的距離為1.60cm，計算可得A、B兩計數(shù)點的距離為_____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磁場，且保持初速度仍為v0，最大高度為H2，若不計空氣阻力，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）某物理實驗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)，他們應選用下圖中的______圖所示電路進行實驗。用此方法測出的電阻值比真實值偏________。（選填“小”或“大”）

（3）在“用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中，某同學測得了七組數(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)表中實驗數(shù)據(jù)在圖中已描好點，該同學也作出U—I圖線；

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

②若另一位同學未畫出圖線，只選用其中兩組U和I的數(shù)據(jù)，根據(jù)公式E= U1+I1 r和E=U2+I2 r算出E和r，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電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后從磁場的左邊界上M點進入垂直紙面向外的勻強磁場中，最后從磁場的左邊界上的N點離開磁場．已知帶電粒子的比荷＝3.2×109 C/kg，電場強度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，求：

(1)粒子射出電場時的運動方向與初速度v0的夾角θ；

(2)磁感應強度B的大小．

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