【題目】如圖所示，矩形區(qū)域含邊界有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B，a、b、c、d為矩形的四個頂點，長ab=3L，寬bc=L，一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子，從a點沿ab方向運動，不計粒子重力。求：

（1）若粒子恰好從d點射出磁場，求粒子從a點運動到d點的時間；

（2）若粒子恰好從c點射出磁場，求粒子運動速度的大小。

【答案】(1) (2)

【解析】

粒子在磁場中做圓周運動，根據(jù)題意作出粒子運動軌跡，求出粒子的軌道半徑與轉(zhuǎn)過的圓心角，應用牛頓第二定律求出粒子的速度大小和運動時間.

(1)設粒子恰好從d點射出時，速度大小為v1，運動半徑為r1，在磁場中運動的時間為t

由洛倫茲力提供粒子做勻速圓周的向心力，有

而

由軌跡邊界的對稱性可知軌跡為半圓，有

聯(lián)立解得：

(2)設粒子恰好從c點射出時，速度大小為v2，運動半徑為r2，

由洛倫茲力提供粒子做勻速圓周的向心力，有

軌跡如圖所示：

而由幾何關系：

解得：

則得

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為地磁場的示意圖。從太陽和其他星體發(fā)射出的高能粒子流，稱為宇宙射線，在射向地球時，由于地磁場的存在，改變了帶電粒子的運動方向，對地球起到了保護作用，下列說法正確的是：

A. 地球內(nèi)部也存在磁場,地磁S極在地理南極附近

B. 地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行

C. 若帶正電的粒子流垂直射向赤道,在進入地球周圍的空間將向東偏轉(zhuǎn)

D. 若帶正電的粒子流垂直射向赤道,在進入地球周圍的空間將向北偏轉(zhuǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為M、長為的桿水平放置，桿兩端A、B系著長為3L的不可伸長且光滑的柔軟繩，繩上套著一質(zhì)量為m的小鐵環(huán)。已知重力加速度為g，不計空氣影響。

（1）現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸掛在空中，如圖甲，求繩中拉力的大��；

（2）若桿與環(huán)保持相對靜止，在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運動，此時環(huán)恰好懸于A端的正下方，如圖乙所示。

①求此狀態(tài)下桿的加速度大小a；

②為保持這種狀態(tài)需在桿上施加一個多大的外力，方向如何？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組的同學利用如圖1所示的裝置“探究物體速度和位移的關系”，并測量物塊和桌面間的動摩擦因數(shù)。已知彈簧處于原長時，物塊位于光電門左側(cè)。

(1)按如圖1所示安裝實驗器材，物塊上方裝有較窄的遮光條，用游標卡尺測量其寬度如圖2所示，則遮光條的寬度為__________mm。

(2)實驗步驟如下：

①讓物塊壓縮彈簧并鎖定；

②釋放物塊，讀出物塊通過光電門時的遮光時間Δt；

③測量出物塊停止運動時遮光條的位置到光電門之間的位移x；

④重復②③步驟，測出多組遮光時間Δt和位移x的值；

⑤計算出物塊通過光電門時對應的速度v。

(3)根據(jù)測量的數(shù)據(jù)在如圖3所示的坐標紙上做出v2－x圖象，由圖象可知，物塊在桌面上運動的加速度大小為__________m/s2。已知重力加速度g取10 m/s2，則物塊和桌面間的動摩擦因數(shù)為____________。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為A、B兩質(zhì)點在同一直線上運動的位移－時間（x－t）圖象。A質(zhì)點的圖象為直線，B質(zhì)點的圖象為過原點的拋物線，兩圖象交點C、D坐標如圖所示，下列說法正確的是 （ ）

A．兩次相遇的時刻分別是t1、t2

B．0～t1時間段內(nèi)A在前 B在后，t1～t2時間段內(nèi)B在前 A在后

C．兩物體速度相等的時刻一定為t1～t2時間段內(nèi)的中間時刻

D．A在B前面且離B最遠時，B的位移為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在邊長為的正方形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為。在正方形對角線上有一點，到距離均為，在點有一個能連續(xù)發(fā)射正離子的裝置，且所有正離子的質(zhì)量均為、電荷量均為。不計離子重力及離子間相互作用力。

（1）若由點水平向右射出一正離子，恰好從點射出，求該離子的速度大小及在磁場中運動的時間；

（2）若由點連續(xù)不斷地向紙面內(nèi)各方向發(fā)射速率均為的正離子，求在邊有離子射出的區(qū)域長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,傾角為θ的斜面固定在水平地面上,將一個滑塊從斜面的不同位置靜止釋放,斜面的傾角θ可調(diào)節(jié),下列分析正確的是( )

A. 若斜面光滑則滑塊和斜面組成的系統(tǒng)機械能和動量都守恒.

B. 若斜面光滑且釋放點在同一條水平線上,則滑塊滑到斜面底端的動量相同

C. 若滑塊滑到底端過程損失的機械能相同,則小球的釋放點在同一條豎直線上

D. 若斜面光滑且滑塊滑到底端的時間相同,則小球的釋放點不在同一個圓周上.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一輛小車靜止在水平地面上，車內(nèi)固定著一個傾角為60°的光滑斜面OA，光滑擋板OB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動．現(xiàn)將一重力為G的圓球放在斜面與擋板之間，擋板與水平面的夾角．下列說法正確的是（ ）

A. 若保持擋板不動，則球?qū)π泵娴膲毫Υ笮?/span>G

B. 若擋板從圖示位置順時針方向緩慢轉(zhuǎn)動60°，則球?qū)π泵娴膲毫χ饾u增大

C. 若擋板從圖示位置順時針方向緩慢轉(zhuǎn)動60°，則球?qū)醢宓膲毫χ饾u減小

D. 若保持擋板不動，使小車水平向右做勻加速直線運動，則球?qū)醢宓膲毫赡転榱?/span>

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根足夠長光滑平行金屬導軌MN、PQ固定在傾角的絕緣斜面上，兩導軌間距為，M、P兩點間接有阻值為的電阻。整個裝置處于磁感應強度的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向下。一根質(zhì)量為的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上，并與導軌垂直，ab在導軌之間的電阻是，電路中其余電阻不計。金屬桿ab由靜止釋放后沿導軌運動時始終垂直于導軌，且與導軌接觸良好。不計空氣阻力影響。已知重力加速度取。求：

（1）金屬桿ab沿導軌向下運動時的最大速度v以及此時桿中電流方向：

（2）若金屬桿由靜止釋放至達到最大速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱總共為,則流過電阻R的總電荷量q為多少；

（3）金屬桿由靜止釋放至達到最大速度的過程中，經(jīng)歷的時間t。

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