(16分)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m,電量為q的帶電粒子,以初速v0沿y軸的正方向,從O點(diǎn)進(jìn)入一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場中,勻強(qiáng)磁場的方向垂直于紙面向外,磁感強(qiáng)度為B,它的邊界是半徑為r 圓。調(diào)整這個(gè)圓形磁場區(qū)域的圓心位置,使得粒子在運(yùn)動過程中偏轉(zhuǎn)的角度最大,并且離開磁場后沿直線前進(jìn),可以達(dá)到x軸上的某點(diǎn)。求:

   

(1)滿足上述條件的半徑r的取值范圍;

(2)對應(yīng)于某個(gè)r值,它的偏轉(zhuǎn)角的最大值。

解析

(1)帶電粒子進(jìn)入磁場做圓周運(yùn)動的半徑R=,粒子能夠離開圓形磁場區(qū)域,并打到X軸上,粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)角在900―1800的范圍內(nèi),設(shè)磁場圓半徑r,則有2R>2r>。故半徑r的取值范圍為:

(2)對于給定r的“磁場圓”,偏轉(zhuǎn)角最大時(shí),它在磁場中的運(yùn)動時(shí)間最長,此時(shí)粒子應(yīng)從通過O點(diǎn)的直徑的另一端飛出,偏轉(zhuǎn)角為2arcsin()。

練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為M的人站在臺秤上,用跨過定滑輪的繩子,將質(zhì)量為m的物體自高處放下,當(dāng)物體以a加速下降(a<g)時(shí),臺秤的讀數(shù)為( 。

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如圖所示.一個(gè)質(zhì)量為m=10kg的物體,由1/4圓弧軌道上端從靜止開始下滑,到達(dá)底端時(shí)的速度v=2.5m/s,然后沿水平面向右滑動1.0m的距離而停止.已知軌道半徑R=0.4m,g=10m/s2,求:
①物體滑至軌道底端時(shí)對軌道的壓力是多大;
②物體沿軌道下滑過程中克服摩擦力做了多少功;
③物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ?

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如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的小球用長為l的輕繩懸掛于O點(diǎn),小球在水平拉恒力F的作用下,從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動到Q點(diǎn),則水平力F所做的功為( 。

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(2007?湖北模擬)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的小球被AO、BO兩根細(xì)繩系住,BO繩為水平狀態(tài),AO繩與豎直方向的夾角為θ,此時(shí)AO繩對小球的拉力大小為T1.燒斷BO繩后,小球擺動,當(dāng)小球再次擺回到圖中位置時(shí)AO繩對小球的拉力大小為T2.求:
(1)T1與T2的比值.
(2)燒斷BO繩后,小球通過最低點(diǎn)時(shí),AO繩對小球的拉力大小T3

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精英家教網(wǎng)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為q的帶負(fù)電的粒子(重力不計(jì)),以初速度v由狹縫S1,垂直進(jìn)入電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中.
(1)為了使此粒子不改變方向從狹縫S2穿出,則必須在勻強(qiáng)電場區(qū)域加入勻強(qiáng)磁場,求勻強(qiáng)磁場B1的大小和方向.
(2)帶電粒子從S2穿出后垂直邊界進(jìn)入一個(gè)矩形區(qū)域,該區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,粒子運(yùn)動軌跡如圖所示,若射入點(diǎn)與射出點(diǎn)間的距離為L,求該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大。

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