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如圖（a）所示，兩水平放置的平行金屬板E、F相距很近，上面分別開有小孔O'、O，水平放置的平行金屬導軌與E、F接觸良好，且導軌在磁感強度為B1=10 T的勻強磁場中，導軌間距L=0.50 m，金屬棒MN緊貼著導軌沿平行導軌方向在磁場中做往復運動，其速度圖像如圖（b）所示。若規(guī)定向右運動的速度方向為正方向，從t=0時刻開始，從F板小孔O處連續(xù)不斷地以垂直于F板方向飄入質量為m=3.2×10-21 kg、電荷量q=1.6×10-19 C的 帶正電的粒子（設飄入速度很小，可視為零）。在E板外側有一矩形勻強磁場B2=10T，粒子經加速后從AB邊中點與AB成30°夾角垂直進入磁場，AB相距d=10 cm，AD邊足夠長，B1、B2方向如圖（a）所示，求：（粒子重力及其相互作用不計，計算結果保留兩位有效數(shù)字）
（1）在0-4.0 s時間內哪些時刻發(fā)射的粒子能從磁場邊界AD邊飛出？
（2）粒子從磁場邊界AD邊射出來的范圍為多少？
解：（1）要從AD邊飛出，臨界兩條軌跡如圖所示，相應的圓心分別是O1、O2，由幾何關系可得，大圓半徑r1

，r1=d
小圓半徑為r2，r2+r2sin30°=，，于是
粒子在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力
則v1=50 m/s，
粒子在兩板間加速，
MN切割磁感線U1=B1L1v2，v2=5m/s，U2=B1L1v2'
由v-t圖像可知a=10 m/s2，v2=at2，t2=0.5 s，v2'=at1，
由于棒的方向必須向右
由v-t圖可得時間范圍是0.056-0.5 s和1.5~1.944s
（2）由臨界軌跡和幾何關系可知，粒子從磁場邊界AD射出的范圍長度是
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?懷化三模）冬春季節(jié)降水量小，廣東沿海附近江河水位較低，漲潮時海水倒灌，出現(xiàn)所謂“咸潮”現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水的離子濃度增高，水質受到影響．
為了研究咸潮出現(xiàn)的規(guī)律，某同學設計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗．在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如圖 （a）所示，兩電極相距L=0.314m，其間充滿待測的河水．安裝前他用如圖（b）游標卡尺（圖為卡尺的背面）測量玻璃管的內徑，結果如圖（c）所示．

他還選用了以下儀器：量程15V、內阻約300kΩ的電壓表，量程300μA、內阻可忽略不計的電流表，最大阻值1kΩ的滑動變阻器，電動勢E=12V、內阻r=6Ω的電池組，開關等各一個，以及導線若干．圖（d）為根據(jù)他測得的包括坐標為（0，0）的點在內的9組電流I、電壓U的值所畫的I-U圖線．
根據(jù)以上材料完成以下問題：
（1）測量玻璃管內徑時，對應圖（b）中的游標卡尺中的A、B、C三部分中的哪一部分與玻璃管內壁接觸
A
A
（填代號A或B或C）；
（2）玻璃管的內徑d=
6.70
6.70
mm；
（3）水的電阻率ρ=
11
11
Ω?m；（結果取兩位有效數(shù)字）
（4）如圖（e）中的儀器實物部分已連線，將其他部分連接成能測出圖（d）數(shù)據(jù)的實物連接圖；
（5）開關閉合前滑動變阻器的滑片應先滑至
A
A
端．（填寫A或B）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網如圖（a）所示，兩個相同的盛水容器，密閉時裝有相同水位的水．現(xiàn)在它們頂部各插有一根兩端開口的玻璃管，甲容器中的玻璃管下端插入水中，乙容器中的玻璃管下端在水面上方．若打開容器底部的閥門，兩個容器中均有水流出，在開始的一段時間內，水流出的速度不變的是
 
．（選填“甲”或“乙”） 
某同學根據(jù)這一現(xiàn)象，猜測水流速度可能與水面上空氣的壓強有關，他為了驗證這一猜想，設計了如圖（b）所示的裝置，閥門K2控制的容器底部出水小孔是水平的．利用閥門K1可以改變密閉容器內水面上方氣體的壓強，利用平拋運動知識可獲得K2剛打開時流出水的初速度．在一次實驗中水深h=1m保持不變的情況下，測出水剛流出時的初速度和對應的水面上氣體壓強的數(shù)據(jù)記錄如下表所示：
壓強（×105pa） 0.98 1.08 1.22 1.40 1.62
初速度（m/s） 4.01 5.99 8.00 9.99 11.99
該同學根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，推得水面上氣體的壓強與水流初速度的關系為
 
，并推出外界大氣壓強值為
 
（水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖（a）所示，兩個相同的盛水容器，密閉時裝有相同水位的水．現(xiàn)在它們頂部各插有一根兩端開口的玻璃管，甲容器中的玻璃管下端插入水中，乙容器中的玻璃管下端在水面上方．若打開容器底部的閥門，兩個容器中均有水流出，在開始的一段時間內，水流出的速度不變的是______．（選填“甲”或“乙”） 
某同學根據(jù)這一現(xiàn)象，猜測水流速度可能與水面上空氣的壓強有關，他為了驗證這一猜想，設計了如圖（b）所示的裝置，閥門K2控制的容器底部出水小孔是水平的．利用閥門K1可以改變密閉容器內水面上方氣體的壓強，利用平拋運動知識可獲得K2剛打開時流出水的初速度．在一次實驗中水深h=1m保持不變的情況下，測出水剛流出時的初速度和對應的水面上氣體壓強的數(shù)據(jù)記錄如下表所示：
壓強（×105pa） 0.98 1.08 1.22 1.40 1.62
初速度（m/s） 4.01 5.99 8.00 9.99 11.99
該同學根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，推得水面上氣體的壓強與水流初速度的關系為______，并推出外界大氣壓強值為______（水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2）．
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科目：高中物理 來源：2009年上海市虹口區(qū)高考物理二模試卷（解析版） 題型：解答題

如圖（a）所示，兩個相同的盛水容器，密閉時裝有相同水位的水．現(xiàn)在它們頂部各插有一根兩端開口的玻璃管，甲容器中的玻璃管下端插入水中，乙容器中的玻璃管下端在水面上方．若打開容器底部的閥門，兩個容器中均有水流出，在開始的一段時間內，水流出的速度不變的是______．（選填“甲”或“乙”） 
某同學根據(jù)這一現(xiàn)象，猜測水流速度可能與水面上空氣的壓強有關，他為了驗證這一猜想，設計了如圖（b）所示的裝置，閥門K2控制的容器底部出水小孔是水平的．利用閥門K1可以改變密閉容器內水面上方氣體的壓強，利用平拋運動知識可獲得K2剛打開時流出水的初速度．在一次實驗中水深h=1m保持不變的情況下，測出水剛流出時的初速度和對應的水面上氣體壓強的數(shù)據(jù)記錄如下表所示：
壓強（×105pa）0.981.081.221.401.62
初速度（m/s）4.015.998.009.9911.99
該同學根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，推得水面上氣體的壓強與水流初速度的關系為______，并推出外界大氣壓強值為______（水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（a）所示，兩個相同的盛水容器，密閉時裝有相同水位的水. 現(xiàn)在它們頂部各插有一根兩端武器的玻璃管，甲容器中的玻璃管下端插入水中，乙容器中的玻璃管下端在水面上方. 若打開容器底部的閥門，兩個容器中均有水流出，在開始的一段時間內，水流出的速度不變的是            。（選填“甲”或“乙”）

某同學根據(jù)這一現(xiàn)象，猜測水流速度可能與水面上空氣的壓強有關，他為了驗證這一猜想，設計了如圖（b）所示的裝置，閥門K2控制的容器底部出水小孔是水平的。利用閥門K1可以改變密閉容器內水面上方氣體的壓強，利用平拋運動知識可獲得K2剛打開時流出水的初速度。在一次實驗中水深h=1m保持不變的情況下，測出水剛流出時的初速度和對應的水面上氣體壓強的數(shù)據(jù)記錄如下表所示：

壓強（×105pa）

0.98

1.08

1.22

1.40

1.62

初速度（m/s）

4.01

5.99

8.00

9.99

11.99

該同學根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，推得水面上氣體的壓強與水流初速度的關系為        ，并推出外界大氣壓強值為         （水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2）.

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