【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(qiáng)磁場(chǎng)，x>a的區(qū)域Ⅱ中有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.沿y軸有一不計(jì)厚度的返回粒子收集器，內(nèi)部距離原點(diǎn)為2a的P點(diǎn)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(jì)粒子的重力，求：

(1) 進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ磁場(chǎng)的粒子的最小速度；

(2) 粒子從P點(diǎn)射出到返回到收集器上的同一位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；

(3) 要使所有返回區(qū)域Ⅰ磁場(chǎng)的帶電粒子都能被收集器收集，求收集器的最小長(zhǎng)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(shí)間.

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

在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

解得：

(2)粒子在左側(cè)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的第一段軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為60°

運(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)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(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的敘述，正確的是

A. 圖甲中，蹲在體重計(jì)上的人突然站起的瞬間指針示數(shù)會(huì)大于人的重力G

B. 圖乙中，在玻璃漏斗中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(jī)，傘對(duì)飛機(jī)的拉力大于飛機(jī)對(duì)傘的拉力

D. 圖丁中，滑冰運(yùn)動(dòng)員通過(guò)圓弧彎道處，若此時(shí)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(lái)源： 題型：

【題目】在“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)”的實(shí)驗(yàn)中，使用的小燈泡標(biāo)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(dòng)變阻器R1(0～1000 Ω，0.5 A)

F．滑動(dòng)變阻器R2(0～20 Ω，2 A)

G．學(xué)生電源E(6 V～8 V)

H．開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線(xiàn)若干

某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得小燈泡兩端的電壓U和通過(guò)它的電流I，繪成U－I關(guān)系曲線(xiàn)如圖甲所示．

(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________，電流表應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________；

(2)在虛線(xiàn)框乙中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖________；

(3)若實(shí)驗(yàn)中采用了如下圖所示的部分電路，測(cè)算出的電功率比燈泡的實(shí)際功率___________(選填“偏大”或“偏小”)。

(4)若將該小燈泡接在電動(dòng)勢(shì)為6 V，內(nèi)阻為4 Ω的電源兩端，則燈泡實(shí)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(lái)源： 題型：

【題目】18世紀(jì)，數(shù)學(xué)家莫佩爾蒂，哲學(xué)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(xiàn)開(kāi)鑿一條沿著地軸的隧道貫穿地球，一個(gè)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(duì)殼內(nèi)任一點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)合引力為零)則以下說(shuō)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(jī)械能不守恒

B．人在下落過(guò)程中，受到的萬(wàn)有引力與到地心的距離成正比

C．人從北極開(kāi)始下落，到剛好經(jīng)過(guò)地心的過(guò)程，萬(wàn)有引力對(duì)人做功W＝3.2×109 J

D．當(dāng)人下落經(jīng)過(guò)距地心R瞬間，人的瞬時(shí)速度大小為×103 m/s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一彈簧秤的秤盤(pán)質(zhì)量為m1，水平秤盤(pán)內(nèi)放一質(zhì)量為m2的物體Q，秤盤(pán)與物體間的彈力大小為N，輕質(zhì)彈簧質(zhì)量不計(jì)，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)給Q物體施加一個(gè)豎直向上的力F，使物體從靜止開(kāi)始向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是

A. 物體Q在離開(kāi)秤盤(pán)前，其對(duì)秤盤(pán)的壓力N大于自身的重力

B. N=0時(shí)，彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)

C. F所做的功小于Q所增加的機(jī)械能

D. Q與秤盤(pán)分離時(shí)，F最大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車(chē)沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次

b．選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)O（t＝0），然后每隔四個(gè)點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中A、B、C、D、E、F所示；通過(guò)測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E五點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度，以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，作出速度一時(shí)間圖象如圖3所示。

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)：

（1）在下列儀器和器材中，本實(shí)驗(yàn)中使用的有_____和_____（填選項(xiàng)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(shí)間圖象可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)O對(duì)應(yīng)的小車(chē)速度為_____m/s，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為_____m/s2

（3）紙帶中只標(biāo)出了O、A兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離為1.60cm，計(jì)算可得A、B兩計(jì)數(shù)點(diǎn)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(lái)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(chǎng)時(shí)上升最大高度為H1，若加上水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，最大高度為H2，若不計(jì)空氣阻力，則（ ）

A. B.

C. D. 無(wú)法比較

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（1）某物理實(shí)驗(yàn)小組在使用多用電表按正確步驟測(cè)量某一電阻阻值，選擇開(kāi)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(lái)測(cè)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(cè)出電阻值，并要求電壓從0開(kāi)始調(diào)節(jié)，他們應(yīng)選用下圖中的______圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用此方法測(cè)出的電阻值比真實(shí)值偏________。（選填“小”或“大”）

（3）在“用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測(cè)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖中已描好點(diǎn)，該同學(xué)也作出U—I圖線(xiàn)；

從圖線(xiàn)中得出，電源電動(dòng)勢(shì)E=_________V；內(nèi)電阻r =_______Ω。

②若另一位同學(xué)未畫(huà)出圖線(xiàn)，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(shí)算得的結(jié)果誤差大。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從磁場(chǎng)的左邊界上M點(diǎn)進(jìn)入垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后從磁場(chǎng)的左邊界上的N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)．已知帶電粒子的比荷＝3.2×109 C/kg，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝200 V/m，M、N間距MN＝1 cm，金屬板長(zhǎng)L＝25 cm，粒子的初速度v0＝4×105 m/s，帶電粒子重力忽略不計(jì)，求：

(1)粒子射出電場(chǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向與初速度v0的夾角θ；

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小．

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