【題目】如圖所示，在x軸上方存在垂直xOy平面向外的勻強磁場，坐標原點O處有一粒子源，可向x軸和x軸上方的各個方向不斷地發(fā)射速度大小均為v、質(zhì)量為m、帶電量為+q的同種帶電粒子。在x軸上距離原點x0處垂直于x軸放置一個長度為x0、厚度不計、能接收帶電粒子的薄金屬板P（粒子一旦打在金屬板P上，其速度立即變?yōu)榱悖，F(xiàn)在觀察到沿x軸負方向射出的粒子恰好打在薄金屬板的上端，且速度方向與y軸平行。不計帶電粒子的重力和粒子間相互作用力。求：

（1）磁感應(yīng)強度B的大��；

（2）被薄金屬板接收的粒子在磁場運動的最短時間與最長時間；

（3）若在y軸上另放置一個能接收帶電粒子的擋板，使薄金屬板P右側(cè)不能接收到帶電粒子，求擋板的最小長度。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）設(shè)粒子做圓周運動的半徑為R。根據(jù)牛頓第二定律，得，

由幾何關(guān)系，得，聯(lián)立解得；

（2）帶電粒子在磁場中的運動周期為T，則有；

打在P左側(cè)下端的粒子在磁場中運動的時間最短：

由幾何關(guān)系可知：打在P左側(cè)下端的粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的角度是；

運動的最短時間，聯(lián)立解得；

打在P右側(cè)下端的粒子在磁場中運動的時間最長：

由幾何關(guān)系可知：打在P左側(cè)下端的粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的角度是；

運動的最短時間，聯(lián)立解得；

（3）作圖得出使薄金屬板右側(cè)能接收到帶電粒子的運動軌跡中，打在最上面的點的軌跡與打在最下面的粒子的軌跡如圖，擋板的位置在圖中的MN出即可滿足題目的要求。

打在最上面的點：；

打在最下面的點：；

擋板的最小長度：．

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】如圖所示，相同的乒乓球1、2恰好在等高處水平越過球網(wǎng)，不計乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力，乒乓球自最高點到落臺的過程中，正確的是

A. 過網(wǎng)時球1的速度小于球2的速度

B. 球1的飛行時間大于球2的飛行時間

C. 球1的速度變化率等于球2的速度變化率

D. 落臺時，球1的重力功率等于球2的重力功率

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,小球A、B、C的質(zhì)量分別為m、m、2m,A與BC間通過鉸鏈用輕桿連接，桿長為L,B、C置于水平地面上。現(xiàn)讓兩輕桿并攏，將A由靜止釋放下降到最低點的過程中，A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運動，忽略一切摩擦，重力加速度為g。則

A. A、B、C組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒

B. A、C之間的輕桿始終對C做正功

C. A與桌面接觸時具有水平方向的速度

D. A與桌面接觸時的速度大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，xOy坐標系巾，在y<0的區(qū)域內(nèi)分布有沿y軸正方向的勻強電場，在0<y<yo，的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xOy平面向里的勻強磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以初速度vo，由坐標（0，-yo）處沿x軸正方向射入電場。已知電場強度大小E=，粒子重力不計。

（1）要使粒子不從y= yo邊界射m磁場，求磁感應(yīng)強度應(yīng)滿足的條件；

（2）要使粒子從電場進入磁場時能通過點P(50yo，0)（圖中未畫出），求磁感應(yīng)強度的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角θ=30°的斜面固定在地面上，長為L、質(zhì)量為m、粗細均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩AB置于斜面上，與斜面間動摩擦因數(shù)，其A端與斜面頂端平齊。用細線將質(zhì)量也為m的物塊與軟繩連接，給物塊向下的初速度，使軟繩B端到達斜面頂端（此時物塊未到達地面），在此過程中

A. 物塊的速度始終減小

B. 軟繩上滑時速度最小

C. 軟繩重力勢能共減少了

D. 軟繩減少的重力勢能一定小于其增加的動能與克服摩擦力所做的功之和

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，假設(shè)某星球表面上有一傾角為θ的固定斜面，一質(zhì)量為m的小物塊從斜面底端沿斜面向上運動，其速度–時間圖象如右圖所示。已知小物塊和斜面間的動摩擦因數(shù)為，該星球半徑為R=6×104km。引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，則下列正確的是

A. 該星球的第一宇宙速度v1=3.0×104m/s

B. 該星球的質(zhì)量M=8.1×1026kg

C. 該星球的自轉(zhuǎn)周期T=1.3×104s

D. 該星球的密度ρ=895kg/m3

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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A、B兩輪間的距離L=40 m，離地面的高度H=3.2 m，傳送帶一起以恒定的速率v0=2 m/s向右勻速運動。兩個完全一樣的滑塊P、Q由輕質(zhì)彈簧相連接，用一輕繩把兩滑塊拉至最近，使彈簧處于最大壓縮狀態(tài)繃緊，輕放在傳送帶的最左端。開始時P、Q一起從靜止開始運動，t1=3 s后突然輕繩斷開，很短時間內(nèi)彈簧伸長至本身的自然長度（不考慮彈簧的長度的影響），此時兩滑塊速度方向相反且Q的速度大小剛好是P的速度大小的兩倍。已知滑塊的質(zhì)量是m=0.2 kg，滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)是μ=0.1，重力加速度g=10 m/s2。求：

（1）彈簧處于最大壓縮狀態(tài)時，彈簧的彈性勢能；

（2）兩滑塊落地的時間差；

（3）兩滑塊落地點間的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩質(zhì)量均為m的小球，通過長為L的不可伸長輕繩水平相連，從某一位置處自由下落，下落過程中繩處于水平伸直狀態(tài)．在下落h高度時，繩的中點碰到水平放置的釘子O.重力加速度為g，空氣阻力不計．則(　　)

A. 兩小球從開始下落到相碰前的過程中機械能守恒

B. 從輕繩與釘子相碰到小球到達最低點的過程中，重力的瞬時功率逐漸減小

C. 兩小球相碰前瞬時，速度大小為

D. 兩小球相碰前瞬時，加速度大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如下圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌間距，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角，上端接有的電阻；導(dǎo)軌內(nèi)上部有方向垂直軌道面向上、面積的有界均勻磁場，磁感應(yīng)強度B大小隨時間t變化，關(guān)系為（，且為常量）；下部區(qū)域ABCD內(nèi)有大小的勻強磁場，磁場方向垂直軌道面向下，AB、CD與導(dǎo)軌垂直，距離d=1.04m。現(xiàn)將金屬棒MN置于兩磁場之間的無磁場區(qū)域，并與導(dǎo)軌垂直；在t=0時由靜止釋放金屬棒，金屬棒以的加速度勻加速通過ABCD區(qū)域。已知金屬棒質(zhì)量，且運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，除R外所有電阻均忽略不計，。求

（1）金屬棒在ABCD區(qū)域中運動時電流大小及方向；

（2）k值及金屬棒從靜止到通過ABCD區(qū)域所用的時間。

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