【題目】如圖所示，勻強磁場與勻強電場存在理想邊界AB，已知勻強電場的方向與邊界成45°角，勻強磁場的方向垂直紙面向里。今在AB上的O點向磁場中射入一個速度大小為v，質(zhì)量為m，方向與AB成45°角的帶正電粒子，此時該粒子在磁場中運動時的軌道半徑為R。磁感應(yīng)強度B與電場強度E均未知但滿足關(guān)系E=vB，如果把帶電粒子從O點出發(fā)記為第一次進入磁場。不計粒子的重力，試計算：

（1）粒子第一次進入電場以后，最多能克服電場力做的功；

（2）粒子第三次進入磁場時到O點的距離和該次進入磁場后運動的軌道半徑R1。

【答案】（1）；（2），

【解析】

粒子的運動軌跡如圖所示。先為一段半徑為R的四分之三圓弧到a點，后恰好逆著電場線勻減速運動到b點速度為零，又返回a點速度仍為v，然后在磁場中運動一段四分之一圓弧到c點，之后垂直于電場線方向進入電場做類平拋運動到d點。

（1）由分析可知，粒子在第一次進入電場后到速度變?yōu)榱銜r克服電場力做功最多，設(shè)克服電場力做功為W，根據(jù)動能定理可知：

可得

（2）當(dāng)粒子第三次進入磁場時距離O點的距離為Oa段、ac段與cd段的距離之和，分別記為x1、x2、x3，故有

粒子在電場中做類平拋運動時，其在垂直電場方向的分位移

x=vt

在平行電場方向的分位移

又在平行電場中的加速度

因為電場方向與邊界成45°角，故有

粒子在勻強磁場中運動時

又有

聯(lián)立以上公式可解得類平拋運動的位移

因此，O點到d點的距離

第三次進入磁場后有

據(jù)平拋運動知識可知，進入磁場時速度偏角正切值為位移偏角正切值的2倍。

即

故可知

所以

所以可得粒子第五次進入磁場后的軌跡半徑為

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】與下列圖片相關(guān)的物理知識說法正確的是（　�。�

A.甲圖，湯姆生通過α粒子散射實驗，提出了原子核的概念，建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型

B.乙圖，氫原子的能級結(jié)構(gòu)圖，一個處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，能輻射6種不同頻率的光子

C.丙圖，“光電效應(yīng)”實驗揭示了光的粒子性，愛因斯坦為此提出了光子說，建立了光電效應(yīng)方程

D.丁圖，重核裂變產(chǎn)生的中子能使核裂變反應(yīng)連續(xù)的進行，稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，其中一種核裂變反應(yīng)方程為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，左邊圓柱形容器的橫截面積為S，上端是一個可以在容器內(nèi)無摩擦滑動的質(zhì)量為m的活塞；右邊圓柱形容器上端封閉高為H，橫截面積為。兩容器由裝有閥門的極細(xì)管道相連，容器、活塞和細(xì)管都是絕熱的。開始時閥門關(guān)閉，左邊容器中裝有理想氣體，平衡時活塞到容器底的距離為H，右邊容器內(nèi)為真空。現(xiàn)將閥門打開，活塞緩慢下降，直至系統(tǒng)達到新的平衡，此時氣體的熱力學(xué)溫度增加到原來熱力學(xué)溫度的1.3倍。已知外界大氣壓強為p，求：

(i)系統(tǒng)達到新的平衡時活塞到容器底的距離r；

(ii)此過程中容器內(nèi)的氣體內(nèi)能的增加量U。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】a、b兩束相互平行的單色光，以一定的入射角照射到平行玻璃磚上表面，經(jīng)平行玻璃磚折射后匯聚成一束復(fù)色光c，從平行玻璃磚下表面射出，判斷正確的是（　�。�

A.a光在玻璃中的傳播速度比b光在玻璃中的傳播速度大

B.玻璃磚對a光的折射率大

C.雙縫干涉時，用a光照射得到條紋間距小

D.增大入射角，a光在下表面可發(fā)生全反射

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如下圖所示，圖中實線表示一勻強電場的電場線，一帶負(fù)電荷的粒子射入電場，虛線是它的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點，若粒子所受重力不計，則下列判斷正確的是(　　)

A. 電場線方向向下

B. 粒子一定從a點運動到b點

C. a點電勢比b點電勢高

D. 粒子在a點的電勢能大于在b點的電勢能

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【題目】如圖所示，薄紙帶放在光滑水平桌面上，滑塊放在薄紙帶上，用水平恒外力拉動紙帶，滑塊落在地面上A點；將滑塊和紙帶都放回原位置，再用大小不同的水平恒外力拉動紙帶，滑塊落在地面上B點。已知兩次滑塊離開桌邊時均沒有離開紙帶，滑塊與薄紙帶間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。兩次相比，第2次（　�。�

A.滑塊在空中飛行時間較短

B.滑塊相對紙帶滑動的距離較短

C.滑塊受到紙帶的摩擦力較大

D.滑塊離開桌邊前運動時間較長

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【題目】利用圖甲裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。

（1）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是________。

A．交流電源

B．刻度尺

C．天平(含砝碼)

（2）實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶．在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點、、，測得它們到起始點的距離分別為、、。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>，打點計時器打點的周期為。設(shè)重物的質(zhì)量為，從打點到打點的過程中，重物的重力勢能變化量________，動能變化量_______。

（3）大多數(shù)學(xué)生的實驗結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是______。

A．利用公式計算重物速度

B．利用公式計算重物速度

C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響

D．沒有采用多次實驗取平均值的方法

（4）如果計算出A、B、C各點的瞬時速度vA、vB、vC，然后以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出-h圖象，若圖線是________線，且圖線斜率_________，才能驗證機械能守恒。

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【題目】如圖所示，軌道NO和OM底端對接且。小環(huán)自N點由靜止滑下再滑上OM。已知小環(huán)在軌道NO下滑的距離小于軌道OM上滑的距離，忽略小環(huán)經(jīng)過O點時的機械能損失，軌道各處的摩擦因數(shù)相同。若用a、f、v和E分別表示小環(huán)的加速度、所受的摩擦力、速度和機械能，這四個物理量的大小隨環(huán)運動路程的變化關(guān)系如圖。其中能正確反映小環(huán)自N點到右側(cè)最高點運動過程的是（　　）

A.B.

C.D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖所示的裝置測物塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)，將物塊放在水平桌面的最右端，在桌面最右端正上方O點處用懸線懸掛一小球。①先將小球向右拉至與懸點O等高的位置，由靜止釋放小球，小球下落后恰好能沿水平向左的方向撞擊物塊，物塊被撞擊后，在桌面上向左最遠(yuǎn)滑到Q點，用刻度尺測量出Q點到桌面最右端的距離s。②再將物塊放回桌面的最右端，將小球向左拉至與懸點O等高的位置，由靜止釋放小球，小球下落后恰好能沿水平向右的方向撞擊物塊，物塊被撞擊后從桌面上飛出，落點為P，測出桌面離水平地面的高度h，再測出P點到N點（桌面最右端M點在水平地面的投影）的距離x。

（1）要測量物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)，則________。

A.需要測量物塊的質(zhì)量m

B.需要測量小球的質(zhì)量m0

C.需要測量物塊的質(zhì)量m和小球的質(zhì)量m0

D.不需要測量物塊的質(zhì)量m和小球的質(zhì)量m0

（2）根據(jù)測得的物理量得出動摩擦因數(shù)的表達式為μ=________。

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同步練習(xí)冊答案