【題目】如圖所示，在矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場，在BC右側(cè)Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場，L1、L2、L3是磁場的邊界（BC與L1重合），寬度相同，方向如圖所示，區(qū)域Ⅰ的磁感強(qiáng)度大小為B1。一電荷量為q、質(zhì)量為m（重力不計(jì)）的帶正電點(diǎn)電荷從AD邊中點(diǎn)以初速度v0沿水平向右方向進(jìn)入電場，點(diǎn)電荷恰好從B點(diǎn)進(jìn)入磁場，經(jīng)區(qū)域Ⅰ后又恰好從與B點(diǎn)同一水平高度處進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ。已知AB長度是BC 長度的倍。

（1）求帶電粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小；

（2）求磁場的寬度L；

（3）要使點(diǎn)電荷在整個(gè)磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長，求區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2。

【答案】（1）；（2）；（2）B2≥1.5B1。

【解析】(1)設(shè)點(diǎn)電荷進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小為v，與水平方向成θ角，由類平拋運(yùn)動(dòng)的速度方向與位移方向的關(guān)系有：

tanθ＝

則θ＝30°

根據(jù)速度關(guān)系有：v＝

(2)設(shè)點(diǎn)電荷在區(qū)域Ⅰ中的軌道半徑為r1，由牛頓第二定律得：

軌跡如圖:

由幾何關(guān)系得：L＝r1

解得：L＝

(3)當(dāng)點(diǎn)電荷不從區(qū)域Ⅱ右邊界離開磁場時(shí)，點(diǎn)電荷在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長。設(shè)區(qū)域Ⅱ中最小磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，對(duì)應(yīng)的軌跡半徑為r2，軌跡如圖:

同理得：

根據(jù)幾何關(guān)系有：L＝r2(1＋sinθ)

解得：B＝1.5B1

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，真空中M、N處放置兩等量異種電荷，a、b、c為電場中的三點(diǎn)，實(shí)線PQ為M、N連線的中垂線，a、b兩點(diǎn)關(guān)于MN對(duì)稱，a、c兩點(diǎn)關(guān)于PQ對(duì)稱，已知一帶正電的試探電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，試探電荷的電勢能增加，則以下判定正確的是 (　　)

A. M點(diǎn)處放置的是負(fù)電荷

B. a點(diǎn)的場強(qiáng)與c點(diǎn)的場強(qiáng)完全相同

C. a點(diǎn)的電勢高于c點(diǎn)的電勢

D. 若將該試探電荷沿直線由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，則電場力先做正功，后做負(fù)功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是

A. 結(jié)合能是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能力

B. 一群處于氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，只能輻射3種頻率的光子

C. 在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，截止頻率只隨入射光的頻率增大而增大，與入射光強(qiáng)無關(guān)

D. 放射性元素發(fā)生一次衰變，原子序數(shù)減少1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上相距L=1m，左端與一電阻R=0.1Ω相連；整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.1T，方向豎直向下。一質(zhì)量為m=0.2kg，的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上，現(xiàn)施加一水平向右的恒力F=1N,使導(dǎo)體棒由靜止開始向右滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度大小為g，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌電阻均可忽略。求

（1）當(dāng)導(dǎo)體棒的速度v=1m/s時(shí)，電阻R消耗的功率；

（2）導(dǎo)體棒最大速度的大小；

（3）若導(dǎo)體棒從靜止到達(dá)最大速度的過程中，通過電阻R的電荷量為q=10C，則此過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，頂端有光滑定滑輪的斜面體靜止在粗糙水平面上。三條細(xì)繩結(jié)于O點(diǎn)，一條跨過定滑輪平行于斜面連接物塊P，一條連接小球Q，另一條在外力F的作用下使OA與OB間的夾角為θ，圖示θ＜90�，F(xiàn)緩慢使θ角增大，且保持結(jié)點(diǎn)O位置不變，P、Q兩物體及整個(gè)裝置始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（　 ）

A. 繩OA的拉力可能先減小后增大

B. 斜面對(duì)物塊P的摩擦力一定增大

C. 斜面體對(duì)地面有向右的摩擦力

D. 地面對(duì)斜面體的支持力可能大于物塊P、小球Q和斜面體的總重力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的基本模型，下列說法正確的是（ ）

A. 如圖a汽車通過拱橋的最高點(diǎn)處于超重狀態(tài)

B. 如圖b所示是一圓錐擺，若保持圓錐的高不變的同時(shí)增大θ，則圓錐擺的角速度變大

C. 如圖c兩小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置做勻速度圓周運(yùn)動(dòng)，則小球在B位置時(shí)角速度大

D. 火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時(shí)，內(nèi)軌對(duì)火車輪緣會(huì)有擠壓作用

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，以O為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直圓面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，一粒子源位于圓周上的M點(diǎn)，可向磁場區(qū)域內(nèi)垂直磁場沿各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，不計(jì)粒子重力，N為圓周上另一點(diǎn)，半徑OM和ON間的夾角θ，且滿足．

（1）若某一粒子以速率v1，沿MO方向射入磁場，恰能從N點(diǎn)離開磁場，求此粒子的速率移v1；

（2）若某一粒子以速率v2，沿與M成600角斜向上方向射入磁場，求此粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

（3）若大量此類粒子以速率v3，從M點(diǎn)射入磁場，方向任意，則這些粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為多少？

（4）若由M點(diǎn)射入磁場各個(gè)方向的所有粒子速率均為題（1）中計(jì)算出的v1，求磁場中有粒子通過的區(qū)域面積．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，則打點(diǎn)周期為__________s.圖為一次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個(gè)點(diǎn)未畫出，按時(shí)間順序取0、1、2、3、4、5、6七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用米尺量出1、2、3、4、5、6點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如圖所示（單位：cm）。

由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算可得計(jì)數(shù)點(diǎn)4所代表時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小v4＝______m／s，小車的加速度大小a＝______m／s2。(保留三位小數(shù)）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。

（1）實(shí)驗(yàn)中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通過僅測量_____（填選項(xiàng)前的序號(hào)），間距地解決這個(gè)問題

A.小球開始釋放的高度h

B.小球拋出點(diǎn)距地面的高度H

D.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移

（2）用天平測量兩個(gè)小球的質(zhì)量、。圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在水平地面上的垂直投影，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球多次從斜軌上S位置靜止釋放；然后，把被碰小球靜止于軌道的水平部分，再將入射小球從斜軌上S位置靜止釋放，與小球相撞，并多次重復(fù)，分別找到小球的平均落點(diǎn)M、P、N，并測量出平均水平位移OM、OP、ON。

（3）若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為____________（用（2）中測量的量表示）；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)該滿足的表達(dá)式為___________（用（2）中測量的量表示）。

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