【題目】如圖，xoy平面內(nèi)存在著平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為—q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿x軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它經(jīng)過(guò)圖中虛線上的M 點(diǎn)時(shí)，撤去電場(chǎng)，粒子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后進(jìn)入一個(gè)垂直于xoy平面的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（圖中未畫(huà)出），又從虛線上的某一位置N處沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)并再次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，不計(jì)粒子的重力。試求：（結(jié)果用m、v0、q、a表示）

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小及方向。

（2）N點(diǎn)的坐標(biāo)。

（3）矩形磁場(chǎng)的最小面積為多少？

【答案】(1) ，沿y軸反方向 (2) (3)

【解析】（1）因?yàn)?/span>-q向上做類平拋，所以電場(chǎng)方向沿y軸的負(fù)方向

粒子從O到M做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)時(shí)間為t，則有

得

（2）粒子運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)速度為v，與x方向的夾角為α，則

，即α=300

由題意知，粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，從N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，由左手定則知磁場(chǎng)方向垂直于xoy平面（紙面）向外；粒子在磁場(chǎng)中以O′點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)半徑為R，

則由

解得粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

由幾何關(guān)系知，

所以N點(diǎn)的縱坐標(biāo)為 ，橫坐標(biāo)為

得N點(diǎn)的坐標(biāo)為(，)

（3）當(dāng)矩形磁場(chǎng)為圖示粗實(shí)線矩形時(shí)的面積最小，則矩形的兩個(gè)邊長(zhǎng)分別是

L1=2R=2a

L2=R+Rsinβ=a

面積為：S= L1 L2=3a2

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】如圖所示，a、b、c、d是均勻介質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)。相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2m、4m和6m，一列簡(jiǎn)諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播，在t=0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開(kāi)始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t=3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)位移為2cm。求

①?gòu)?/span>0時(shí)刻開(kāi)始到質(zhì)點(diǎn)d第一次到達(dá)最高點(diǎn)所需時(shí)間及此過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)b通過(guò)的路程；

②質(zhì)點(diǎn)d第一次到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)質(zhì)點(diǎn)b的位移。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)中，將直流電源、滑動(dòng)變阻器、線圈A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)按下圖連接．在實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)閉合的瞬間，電流計(jì)的指針向左偏．由此可判斷，在保持開(kāi)關(guān)閉合的狀態(tài)下（ ）

A. 當(dāng)線圈A拔出時(shí)，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)

B. 當(dāng)將鐵芯插入線圈A中時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)

C. 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片勻速向N端滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向不偏轉(zhuǎn)

D. 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片減速向N端滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為理想氮?dú)獾?/span>p-V圖像，圖中a狀態(tài)至b狀態(tài)容積不變，b狀態(tài)至c狀態(tài)壓強(qiáng)不變，c狀態(tài)至a狀態(tài)溫度不變，且該氮?dú)庠?/span>a狀態(tài)時(shí)的溫度為300K，在b狀態(tài)時(shí)的體積為22.4L，求：

I、該氮?dú)庠?/span>c狀態(tài)時(shí)的體積；

II、請(qǐng)比較該氮?dú)庥?/span>b狀態(tài)到c狀態(tài)的過(guò)程中從外界吸收的熱量與對(duì)外做功的大小關(guān)系。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值（900～1000Ω）：

電源E，具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約為9.0V；

電壓表V1，量程為1.5V，內(nèi)阻r1=750Ω；

電壓表V2，量程為5V，內(nèi)阻r2=2500Ω；

滑線變阻器R，最大阻值約為100Ω；

單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。

（1）測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中的相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）。_____________

（2）根據(jù)你所畫(huà)的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫(huà)出連線。_____________

（3）若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示，電壓表V2的讀數(shù)用U2表示，則由已知量和測(cè)得量表示Rx的公式為Rx=____________________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】波源S1和S2振動(dòng)方向相同，頻率均為4 Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點(diǎn)處，OA＝2 m，如圖所示．兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4 m/s.已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同．求：

①簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)；

②OA間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一輛汽車在平直公路上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，所受阻力恒定，10s末撤掉牽引力，其速度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是

A. 0~5s和10~15s內(nèi)加速度相同

B. 0~5s和10~15s內(nèi)阻力做功相等

C. 0~5s和5~10s內(nèi)牽引力做功的平均功率相等

D. 0~5s和10~15s內(nèi)合外力的沖量相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，用質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的重物m通過(guò)滑輪牽引小車，使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況．利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)．接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T.測(cè)得A、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3……如圖乙所示．

(1)以下說(shuō)法正確的有（_____）

A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是直流電源

B．實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力的正確操作方法是改變小車的質(zhì)量

C.在不掛重物且計(jì)時(shí)器正常工作的情況下，輕推一下小車．若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響．

D.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中拉力對(duì)小車做的功W＝mgx2，打B點(diǎn)時(shí)小車的速度v＝.

(2)以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖所示的v2－W圖象．由此圖象可得v2隨W變化的表達(dá)式為________________.根據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含v2這個(gè)因子；分析圖像斜率的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是__________.

(3)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，下圖中正確反映v2－W關(guān)系的是_______.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在兩個(gè)同心的大小圓之間分布著指向圓心的電場(chǎng)，在半徑為R的小圓內(nèi)分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。今在大圓周上的A點(diǎn)從靜止開(kāi)始釋放一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子（重力不計(jì)），它將往返于電場(chǎng)和磁場(chǎng)中不斷運(yùn)動(dòng)。當(dāng)粒子能夠返回A點(diǎn)且在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短時(shí)，下列說(shuō)法正確的是

A. 粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R

B. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度大小為

C. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為

D. 大圓和小圓間的電勢(shì)差為

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