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【題目】如圖甲所示,空間存在一個半徑為R0的圓形勻強磁場區(qū)域,磁場的方向垂直于紙面向里,磁感應強度的大小為B。一粒子源置于圓心,在紙面內沿各個方向以相同速率發(fā)射大量粒子,所有粒子剛好都不離開磁場。已知粒子的質量為m、電荷量為+q,不考慮粒子之間的相互作用:

(1)求帶電粒子的速率v;

(2)若粒子源可置于磁場中任意位置,且磁場的磁感應強度大小變?yōu)?/span>,求粒子在磁場中最長的運動時間t;

(3)若原磁場不變,再疊加另一個半徑為R1R1R0)圓形勻強磁場,如圖乙所示,磁場的磁感應強度的大小為,方向垂直于紙面向外,兩磁場區(qū)域成同心圓,此時從圓心處的粒子源出發(fā)的粒子都能回到圓心,求R1的最小值和粒子運動的周期T

【答案】(1);(2)(3),

【解析】

(1)粒子在磁場中做勻速圓周運動,有

由幾何關系得

解得

(2)磁場的大小變?yōu)?/span>后,設粒子的軌道半徑為,由

解得

在磁場中軌跡為劣弧,弦長越長,對應圓心角越大,時間越長,則在磁場中最大弦長為,如圖

圓周軌跡對應的圓心角為,最長時間

(3)根據磁場的疊加法則可知,垂直紙面向里和垂直紙面向外的磁場大小均為,可知半徑

粒子在磁場中運動的軌跡如圖

可知的最小值為長度,根據幾何關系可知

粒子運動的周期為

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù),將木反傾斜,木塊以不同的初速度沿木板向上滑到最高點后再返回,用光電門測量木塊來回的速度,用刻度尺測量向上運動的最大距離,為確定木塊向上運動的最大高度,讓木塊推動輕質卡到最高點,記錄這個位置,實驗裝置如圖甲所示.

1)本實驗中,下列操作合理的是

A.遮光條的寬度應盡量小些

B.實驗前將輕質卡置于光電門附近

C.為了實驗成功,木塊的傾角必須大于某一值

D.光電門與輕質卡最終位置間的距離即為木塊向上運動的最大距離

2)用螺旋測微器測量遮光條的寬度,如圖乙所示讀數(shù)為 mm

3)改變木塊的初速度,測量出它向上運動的最大距離與木塊來回經過光電門時速度的平方差,結果如下表所示,試在丙圖坐標紙上作出△v2﹣x的圖象,經測量木板傾角的余弦值為0.6,重力加速度取g=9.80m/s2,則木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為 (結果保留兩位有效數(shù)字).

序號

1

2

3

4

5

X/cm

16.0

36.0

60.0

70.0

88.0

△v2/m2s2

0.04

0.09

0.15

0.19

0.22

4)由于輕質卡的影響,使得測量的結果 (選填偏大偏小).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質量為m的滑塊(可視為質點)在傾角為θ的斜面上,從a點由靜止下滑,到b點接觸到一個輕彈簧;瑝K壓縮彈簧到c點開始彈回,返回b點離開彈簧,最后又回到a點,已知ab=x1,bc=x2,那么在整個過程中(  )

A.滑塊在b點動能最大,最大值為mgx1sinθ

B.因斜面對滑塊的摩擦力做負功,滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個過程中機械能逐漸減少

C.滑塊在c點時彈簧的彈性勢能最大,且為mgx1+x2sinθ

D.可由mgsinθ=kx2求出彈簧的勁度系數(shù)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,真空中有一下表面鍍反射膜的平行玻璃磚,其折射率.一束單色光與界面成θ=45°角斜射到玻璃磚表面上,最后在玻璃磚的右側面豎直光屏上出現(xiàn)了兩個光點ABAB相距h=2.0cm.已知光在真空中的傳播速度c=3.0×108m/s.試求:

①該單色光在玻璃磚中的傳播速度;

②玻璃磚的厚度d

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電路中定值電阻阻值R大于電源內阻阻值r.閉合電鍵后,將滑動變阻器滑片向下滑動,理想電壓表、、示數(shù)變化量的絕對值分別為、、,理想電流表示數(shù)變化量的絕對值為,則(

A.B.

C.保持不變D.電源輸出功率先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在傾角為θ的固定光滑斜面上有兩個用輕彈簧相連的物塊A、B,它們的質量分別為,彈簧勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),F(xiàn)用一平行于斜面向上的拉力拉物塊A,使它以加速度a沿斜面向上做勻加速運動直到物塊B剛要離開擋板C,在此過程中( 。

A.拉力的大小一直增大

B.物塊B剛要離開擋板C時拉力

C.拉力做功的功率先增大后減小

D.物塊A的機械能先減小后增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】對于一定質量的理想氣體,以下說法正確的是__________。

A.外界對氣體做功,氣體內能一定增大

B.若氣體的壓強和內能都不變,其體積也一定不變

C.當氣體溫度升高時,氣體內能一定增大

D.當氣體體積增大時,其內能可能增大

E.當氣體溫度升高時,所有氣體分子熱運動的動能都會增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲,半徑為R的圓形區(qū)域內(包括圓邊界)有方向垂直紙面的勻強磁場,圓形區(qū)域右側放置兩塊水平正對的金屬板ab,兩金屬板的中心線O1O2與圓形區(qū)域的圓心O在同一水平線上。在圓上P點有一電子源,P點位于O點正下方,電子源在紙面內向圓形區(qū)域各個方向均勻發(fā)射速率均為v0的電子;其中沿PO方向射入磁場的電子在t=0時刻沿兩板中心線O1O2射入兩板間,同時在兩板間加上如圖乙所示的交變電壓,電子最后恰好從a板的右邊緣平行極板射出。金屬板板長和板間距都等于2R,電子的質量為m、電荷量為e,忽略電子的重力和相互間的作用力。

(1)求勻強磁場的磁感應強度大;

(2)求交變電壓U0大小應滿足的關系;

(3)若在兩板間改加上的恒定電壓,電子源發(fā)射一定數(shù)量的電子后停止發(fā)射,求打在下極板板長中點兩側的電子數(shù)之比。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖a為我們生活中斧子劈開樹樁的實例,樹樁容易被劈開是因為楔形的斧鋒在砍進木樁時會產生很大的側向壓力.為了分析斧子對木樁的側向壓力,可簡化成如圖b所示,已知斧子是豎直向下且對木樁施加一個豎直向下的力F,斧子楔形的夾角為,不計斧子的重力,則

A.斧子對木樁的側向壓力大小為

B.斧子對木樁的側向壓力大小為

C.當斧鋒夾角越大時,斧子對木樁的側向壓力越大

D.當斧鋒夾角越小時,斧子對木樁的側向壓力越大

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