【題目】如圖甲所示，在y軸右側(cè)加有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=1T。從原點O處向第I象限發(fā)射一比荷=1×104C/kg的帶正電的粒子（重力不計）），速度大小v0=103m/s，方向垂直于磁場且與x軸正方向成30°角．

（1）求粒子在該勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑R和在該磁場中運動的時間t1．

（2）若磁場隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示（垂直于紙面向外為正方向），后空間不存在磁場．在t=0時刻，粒子仍從O點以與原來相同的速度v0射入，求粒子從O點射出后第2次經(jīng)過x軸時的坐標(biāo)．

【答案】

【解析】

試題（1）粒子在磁場中運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律可求出粒子運動軌跡的半徑．由帶電粒子在勻強磁場中的周期公式，可求出粒子的運動周期，通過題意找出磁場的變化周期和粒子的運動周期的關(guān)系，結(jié)合幾何圖形，可求出粒子運動的時間．

（2）結(jié)合前面的分析，考慮到帶電粒子從運動中可完成的周期的重復(fù)性，列式求解即可．

（1）軌跡如圖甲所示．由得

圖甲

軌跡半徑（2分）

粒子運動周期（2分）

粒子在磁場中軌跡所對的圓心角為240° ，

所以粒子在磁場中運動的時間為t1==（2分）

（2）磁場變化的半周期為（2分）

在圖乙中，∠OO1C＝∠CO2D＝120°，且O1O2平行于x軸

OE＝2（R＋Rsin30°）＝3R＝0.3ｍ （2分）

RtΔEDP中，∠EDP＝60°，DE＝2Rsin60° （2分）

EP＝DEtan60°＝3R＝0.3ｍ （2分）

則粒子從O點射出后第2次經(jīng)過x軸時的坐標(biāo)xp＝OE＋EP＝0.6m （2分）

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，有界勻強磁場垂直紙面向里，一閉合導(dǎo)線框abcd從高處自由下落，運動一段時間后進入磁場，下落過程線框始終保持豎直，對線框進入磁場過程的分析正確的是（ ）

A. 感應(yīng)電流沿順時針方向

B. a端電勢高于b端

C. 可能勻加速進入

D. 感應(yīng)電流的功率可能大于重力的功率

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）圖a為多用電表的示意圖，其中S、K、T為三個可調(diào)節(jié)的部件，現(xiàn)用此電表測量一阻值約2000Ω的定值電阻的阻值。測量的某些操作步驟如下：

①首先應(yīng)該進行機械調(diào)零，調(diào)節(jié)可調(diào)部件________，使電表指針停在________位置。

②調(diào)節(jié)可調(diào)部件K，使它的尖端指向________位置。

③將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，筆尖相互接觸，調(diào)節(jié)可調(diào)部件____________，使電表指針停在____________位置。

④將紅、黑表筆筆尖分別接觸待測電阻器的兩端，當(dāng)指針擺穩(wěn)后，表頭的示數(shù)如圖b所示，得到該電阻的阻值為____________Ω。

⑤測量完畢，應(yīng)調(diào)節(jié)可調(diào)部件K，使它的尖端指向OFF或交流500V位置。

（2）若提供以下器材測量阻值約2000Ω定值電阻的阻值：

待測電阻；

電源E（電動勢6V，內(nèi)阻不計）；

滑動變阻器Ｒ（最大電阻值為20Ω）；

電流表A（量程為1mA，內(nèi)阻約為50Ω）；

電壓表V1（量程為15V，內(nèi)阻約為10kΩ）；

電壓表V2（量程為200mV，內(nèi)阻為1kΩ）；

定值電阻；開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。

請選擇合理的器材，盡可能減小實驗誤差，設(shè)計出測量電阻的電路圖，畫在下面________________ 。

選用的器材有：________________。

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【題目】實驗裝置如圖所示,在鐵芯F上繞著兩個線圈A、B.如果線圈A中的電流i和時間t的關(guān)系如圖所示,在t1~t2這段時間內(nèi),A、B、C、D四種情況中,在線圈B中觀察不到感應(yīng)電流的是(　　)

A. B.

C. D.

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【題目】2016年9月15日，我國發(fā)射了空間實驗室“天宮二號”。它的初始軌道為橢圓軌道，近地點M和遠地點N的高度分別為200km和350km，如圖所示。關(guān)于“天宮二號”在該橢圓軌道上的運行，下列說法正確的是（ ）

A. 在M點的速度大于在N點的速度

B. 在M點的加速度等于在N點的加速度

C. 在M點的機械能大于在N點的機械能

D. 從M點運動到N點的過程中引力始終做負功

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【題目】2018年12月27日，北斗三號基本系統(tǒng)已完成建設(shè)，開始提供全球服務(wù)其導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星運動軌道如圖所示：a為低軌道極地衛(wèi)星；b為地球同步衛(wèi)星；c為傾斜軌道衛(wèi)星，其軌道平面與赤道平面有一定的夾角，周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同。下列說法正確的是（　�。�

A. 衛(wèi)星a的機械能一定比衛(wèi)星b的機械能大

B. 衛(wèi)星a的機械能一定比衛(wèi)星b的機械能小

C. 衛(wèi)星b的向心加速度與衛(wèi)星c的向心加速度大小相等

D. 衛(wèi)星b的向心加速度與衛(wèi)星c的向心加速度大小不相等

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【題目】圖1所示的蹦極運動是一種非常刺激的娛樂項目。為了研究蹦極過程，做以下簡化：將游客視為質(zhì)點，他的運動沿豎直方向，忽略彈性繩的質(zhì)量和空氣阻力。如圖2所示，某次蹦極時，游客從蹦極平臺由靜止開始下落，到P點時彈性繩恰好伸直，游客繼續(xù)向下運動，能到達的最低位量為Q點，整個過程中彈性繩始終在彈性限度內(nèi)，且游客從蹦極平臺第一次下落到Q點的過程中，機械能損失可忽略。彈性繩的彈力大小可以用來計算，其中k為常量， 為彈性繩的伸長量。

(1)彈性繩的原長為，彈性繩對游客的彈力為F，游客相對蹦極平臺的位移為x，取豎直向下為正方向，請在圖3中畫出F隨x變化的示意圖；

(2)借助F-x圖像可以確定彈力做功的規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)當(dāng)游客位移為時，彈性繩彈性勢能的表達式；

(3)按照安全標(biāo)準(zhǔn)，該彈性繩允許的最大拉力，游客下落至最低點與地面的距離。已知， ，蹦極平臺與地面間的距離。取重力加速度，試通過計算說明：總質(zhì)量的游客能否被允許使用該蹦極設(shè)施。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B是系在絕緣細線兩端、帶有等量同種電荷的小球，其中mA＝0.1kg，細線總長為20cm，現(xiàn)將絕緣細線繞過固定于O點的光滑定滑輪，將兩球懸掛起來，兩球平衡時，OA的線長等于OB的線長，A球依在光滑絕緣豎直墻上，B球所在懸線OB偏離豎直方向60°，求B球的質(zhì)量和墻所受A球的壓力．(g取10m/s2)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，跳跳球多由橡膠等彈性材料制成。游戲者用腳夾住球，讓球和人一起上下跳動。在某次人保持直立和球一起下落過程中，下列說法正確的是（）

A. 當(dāng)球剛碰到地面時，球與人一起立即做減速運動

B. 當(dāng)球與人速度最大時，球與人的加速度為零

C. 當(dāng)球剛碰地到最低點過程中，地面給球的作用力一直增大

D. 從球剛碰地到最低點過程中，球的彈性勢能一直增大

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同步練習(xí)冊答案