【題目】如圖甲，xoy平面內(nèi)，以O為圓心，R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。一比荷大小為c的粒子以某一初速從A（R，0）沿-x方向射入磁場，并從B（0，R）射出。不計(jì)粒子重力。

（1）判定粒子的電性并求出粒子的初速度大小。

（2）若在原磁場區(qū)域疊加上另一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，粒子從A以原初速射入磁場，射出時(shí)速度方向與+x軸成60°，求所疊加的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

（3）若在平面內(nèi)施加一個(gè)以O為圓心，原磁場邊界為內(nèi)邊界的圓環(huán)形勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，如圖乙。粒子從A以原初速射入磁場，從B射出后，在圓環(huán)形磁場中偏轉(zhuǎn)，從P再次從圓環(huán)形磁場進(jìn)入圓形磁場，則圓環(huán)形磁場外徑應(yīng)滿足什么條件？求粒子運(yùn)動(dòng)的周期。

【答案】（1）正電 （2）（3）

【解析】（1）由左手定則，粒子帶正電，此時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：

則有： ，得：

（2）若在原磁場區(qū)域疊加上另一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，此時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：

由幾何關(guān)系，粒子的軌道半徑變?yōu)?/span>：

由（1）知，合磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)大小應(yīng)為為

若所疊磁場垂直于紙面向外，粒子順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，于M射出

則，有：

若所疊磁場垂直于紙面向里，粒子逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，于N射出，

則有： ，有

（3）若在平面內(nèi)施加一個(gè)以O為圓心，原磁場邊界為內(nèi)邊界的圓環(huán)形勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，此時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

由幾何關(guān)系知： ，粒子在圓環(huán)形磁場區(qū)得軌道半徑變?yōu)?/span>：

則要求外徑：

粒子完成一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)滿足： ，m、n均為正整數(shù)

滿足條件的m、n的最小值是m=5、n=12

故周期為：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】幾個(gè)同學(xué)在早冰閑聊時(shí)說起了滑旱冰的物理學(xué)知識，于是大家想要粗略驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，設(shè)計(jì)好方案后按下列步驟進(jìn)行：

a.在寬闊水平的場地上選取兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)，分別間相反方向畫射線，選取一定長度為標(biāo)度畫上刻度；

b.兩個(gè)同學(xué)穿好旱冰鞋分別站立在一個(gè)原點(diǎn)上，對推，旁邊同學(xué)用智能手機(jī)限拍；

c.改變對推人數(shù)，比如一方兩個(gè)同學(xué)相互抱住，另一方一個(gè)同學(xué)，旁邊同學(xué)拍下運(yùn)動(dòng)場景；

d.選取同學(xué)的運(yùn)動(dòng)軌跡基本沿著射線的視頻，分標(biāo)視頻得到一些相關(guān)數(shù)據(jù)。

請回答：

（1）要完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，選出下列你認(rèn)為需要用到的數(shù)據(jù)____________。

A.本地重力加速度g

B對推雙方的質(zhì)量m1、m2

C.對推雙方滑行的標(biāo)度數(shù)目n1、n2

D.互推過程的時(shí)間，

E.早冰鞋與地面之間的摩擦因數(shù)μ

（2）用選出的物理量寫出驗(yàn)證動(dòng)量守恒的表達(dá)式___________。

（3）寫出可能影響驗(yàn)證的某一個(gè)因素___________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一位消防員在火災(zāi)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)一個(gè)容積為V0的廢棄的氧氣罐（認(rèn)為容積不變），經(jīng)檢測，內(nèi)部封閉氣體壓強(qiáng)為1.2p0(p0為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。為了消除安全隱患，消防隊(duì)員擬用下面兩種處理方案：

（i）冷卻法：經(jīng)過合理冷卻，使罐內(nèi)氣體溫度降為27℃，此時(shí)氣體壓強(qiáng)降為p0，求氧氣罐內(nèi)氣體原來的溫度是多少攝氏度?

（ii）放氣法：保持罐內(nèi)氣體溫度不變，緩慢地放出一部分氣體，使罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)降為p0，求氧氣罐內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“利用沙擺描繪振動(dòng)圖象”的實(shí)驗(yàn)中，將細(xì)沙倒在漏斗中，當(dāng)細(xì)沙漏出的同時(shí)，讓沙擺擺動(dòng)起來，一段時(shí)間后，形成的長條形沙堆如圖1所示：兩邊高且粗，中間低且細(xì)。

①如果在沙擺擺動(dòng)的同時(shí)勻速拉動(dòng)下方紙板（紙板上的虛線位于沙漏靜止時(shí)的正下方），則一段時(shí)間后，形成如圖2所示的曲線沙堆。分析可知，曲線沙堆在與虛線垂直距離__________（選填“近”或“遠(yuǎn)”）的位置低且細(xì)。

②圖3為圖2中紙板上曲線沙堆的俯視圖，沿沙擺振動(dòng)方向建立x軸，沿方向建立t軸，就利用沙堆曲線得到了沙擺的振動(dòng)圖象。請說明為什么要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)下方紙板。____

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平傳送帶以恒定速率傳動(dòng)．每隔相同時(shí)間T，在左端A點(diǎn)，輕輕放上一個(gè)完全相同的工件，已知工件與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，工件質(zhì)量為m．經(jīng)測量，發(fā)現(xiàn)那些已經(jīng)和傳送帶共速的工件之間的距離均為L．已知重力加速度為g，下列說法正確的是（ ）

A. 傳送帶的速度大小為

B. 工件在傳送帶上加速時(shí)間為

C. 每個(gè)工件與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為

D. 傳送帶因傳送每一個(gè)工件而多消耗的能量為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，將質(zhì)量為M1、半徑為R且內(nèi)壁光滑的半圓槽置于光滑水平面上，左側(cè)靠豎直墻，右側(cè)靠一質(zhì)量為M2的物塊．今讓一質(zhì)量為m的小球自左側(cè)槽口A的正上方足夠高處從靜止開始下落，與半圓槽相切自A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi)，則以下結(jié)論中正確的是 (　 　)

A. 小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒

B. 小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

C. 小球離開C點(diǎn)以后，將做斜上拋運(yùn)動(dòng)，且恰好再從C點(diǎn)落入半圓槽中

D. 小球第二次通過B點(diǎn)時(shí)半圓槽與物塊分離，分離后兩者不會(huì)再相碰

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某公園的湖面上有一伸向水面的觀景臺，截面圖如圖所示，觀景臺下表面恰好和水面相平，A為觀景臺右側(cè)面在湖底的投影，水深H=8m．在距觀景臺右側(cè)面s=4m處有一可沿豎直方向移動(dòng)的單色點(diǎn)光源P，現(xiàn)該光源從距水面高h=3m處向下移動(dòng)動(dòng) 接近水面的過程中，觀景臺水下部分被照亮，最近距離為AB，若AB=6m，求：

①水的折射率n；

②求最遠(yuǎn)距離AC(計(jì)算結(jié)果可以保留根號)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】.某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究合外力與速度的關(guān)系：一端帶有定滑輪的長木板固定在水平桌面上，用輕繩繞過定滑輪及動(dòng)滑輪將滑塊與彈簧測力計(jì)相連，實(shí)驗(yàn)中改變動(dòng)滑輪下懸掛的鉤碼個(gè)數(shù)，進(jìn)行多次測量，記錄彈管測力計(jì)的示數(shù)，并利用速度傳感器測出從同一位置P由靜止開始釋放的滑塊經(jīng)過速度傳感器時(shí)的速度大小，用天平測出滑塊的質(zhì)量m，用刻度尺測出P與速度傳感器間的距離s，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>g，滑輪的質(zhì)量都很小。

①實(shí)驗(yàn)中鉤碼的質(zhì)量_____(填“需要”或“不需要”)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量；

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖象，下列圖象中最符合實(shí)際情況的是_____________。

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)已測得數(shù)據(jù)及圖象，______(填“能”或“不能”)測出滑塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在“用電壓表、電流表測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，測得4組U、I數(shù)據(jù)，并在U-I坐標(biāo)平面上標(biāo)出相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，如圖所示。

（1）圖中標(biāo)出了ABCD四組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)，由U-I圖線的特性可以判斷______組數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的。

（2）請根據(jù)正確數(shù)據(jù)在U-I坐標(biāo)平面上畫出U-I圖線。根據(jù)圖線求出電源的電動(dòng)勢E＝______V，內(nèi)電阻＝_______Ω。

（3）在此電源上外接一個(gè)電阻作為負(fù)載，當(dāng)該電阻值＝____________Ω時(shí)，電源的輸出功率達(dá)到最大值，且Pmax＝_________W。

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