（18分）如圖所示，空間存在一個半徑為R0的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場的方向垂直于紙面向里，磁感應強度的大小為B．有一個粒子源在紙面內(nèi)沿各個方向以一定速率發(fā)射大量粒子，粒子的質量為m、電荷量為+q．將粒子源置于圓心，則所有粒子剛好都不離開磁場，不考慮粒子之間的相互作用．

（1）求帶電粒子的速率．

（2）若粒子源可置于磁場中任意位置，且磁場的磁感應強度大小變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/GZWL/web/STSource/2015031806090195083767/SYS201503180609090916481844_ST/SYS201503180609090916481844_ST.002.png">，求粒子在磁場中最長的運動時間t．

（3）若原磁場不變，再疊加另一個半徑為R1（R1> R0）圓形勻強磁場，磁場的磁感應強度的大小為B/2，方向垂直于紙面向外，兩磁場區(qū)域成同心圓，此時該離子源從圓心出發(fā)的粒子都能回到圓心，求R1的最小值和粒子運動的周期T．

（1） （2） （3）

【解析】

試題分析：（1）粒子離開出發(fā)點最遠的距離為軌道半徑的2倍 （2分）

（2分） （2分）

（2）磁場的大小變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/GZWL/web/STSource/2015031806090195083767/SYS201503180609090916481844_DA/SYS201503180609090916481844_DA.007.png">后，粒子的軌道半徑為r1；

（2分）

根據(jù)幾何關系可以得到，當弦最長時，運動的時間最長，弦為2R0時最長，圓心角60°

（2分）

（2分）

（3）根據(jù)矢量合成法則，疊加區(qū)域的磁場大小為,方向向里，

R0以為的區(qū)域磁場大小為,方向向外。粒子運動的半徑為R0，

根據(jù)對稱性畫出情境圖，由幾何關系可得R1的最小值為（3分）

（3分）

考點：本題考查帶電粒子在勻強磁場中的運動

練習冊系列答案
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如圖所示，兩平行光滑導軌相距0.2m，與水平面夾角為300，金屬棒MN的質量為0.2kg，金屬棒的電阻R=1Ω，其處在與軌道平面垂直且磁感應強度為5T的勻強磁場中，電源電動勢為5V，內(nèi)阻r為1Ω，R1 未知，其他電阻不計， 金屬棒MN處于靜止狀態(tài)．求：

（1）金屬棒MN中電流方向；

（2）電阻R1的阻值應為多少？

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科目：高中物理 來源：2014-2015學年湖南瀏陽一中、攸縣一中高一期中聯(lián)考物理卷（解析版） 題型：選擇題

關于速度和加速度的關系，正確的是（ ）

A.加速度增大，速度一定增大

B.速度越大，加速度就越大

C.物體有加速度，速度就增加

D.加速度方向保持不變，速度方向可能改變

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科目：高中物理 來源：2014-2015學年浙江金華艾青中學高三上期期中考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

人用手托著質量為m的“小蘋果”，從靜止開始沿水平方向運動，前進距離l后，速度為v（物體與手始終相對靜止），物體與手掌之間的動摩擦因數(shù)為μ，則下列說法正確的是（ ）

A．手對蘋果的作用力方向豎直向上

B．蘋果所受摩擦力大小為μmg

C．手對蘋果做的功為1/2mv2

D．蘋果對手不做功

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科目：高中物理 來源：2014-2015學年云南部分學校（玉溪一中等）高三12月考試理綜物理卷（解析版） 題型：選擇題

（5分）下列說法正確的是__________（選對一個給3分，選對兩個給4分，選對三個給5分。選錯一個扣3分，最低得分為0分）

A．盧瑟福通過α粒子散射實驗建立了原子核式結構模型

B．宏觀物體的物質波波長非常小，極易觀察到它的波動性

C．β衰變中產(chǎn)生的β射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的

D．愛因斯坦在對光電效應的研究中，提出了光子說

E．對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光的波長必須小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應

F．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運動加速度增大

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科目：高中物理 來源：2014-2015學年云南部分學校（玉溪一中等）高三12月考試理綜物理卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，邊長為L的正方形abcd區(qū)域內(nèi)有場強大小為E的勻強電場，電場方向與正方形的一條邊平行（圖中未畫出）。一質量為m、電荷量為+q的粒子由ad邊中點，以垂直該邊的速度v進入該正方形區(qū)域，若不計粒子的重力，則該粒子再次從該正方形區(qū)域射出時，具有的動能可能是

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科目：高中物理 來源：2014-2015學年四川新津中學一診模擬物理卷（解析版） 題型：計算題

質量為m=1.0kg、帶電量q=+2.5×10－4C的小滑塊(可視為質點)放在質量為M=2.0kg的絕緣長木板的左端，木板放在光滑水平面上，滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，木板長L=1.5m，開始時兩者都處于靜止狀態(tài)，所在空間加有一個方向豎直向下強度為E=4.0×104N/C的勻強電場，如圖所示，取g=10m/s2，試求:

（1）用水平力F0拉小滑塊，要使小滑塊與木板以相同的速度一起運動，力F0應滿足什么條件？

（2）用水平恒力F拉小滑塊向木板的右端運動，在1.0s末使滑塊從木板右端滑出，力F應為多大？

（3）按第（2）問的力F作用，在小滑塊剛剛從木板右端滑出時，系統(tǒng)的內(nèi)能增加了多少？（提示：設m與M之間最大靜摩擦力與它們之間的滑動摩擦力大小相等，滑塊在運動中帶電量不變）

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如圖所示，兩平行光滑導軌豎直固定。邊界水平的勻強磁場寬度為h，方向垂直于導軌平面。兩相同的導體棒a、b中點用長為h的絕緣輕桿相接，形成“工”字型框架，框架置于磁場上方，b棒距磁場上邊界的高度為h，兩棒與導軌接觸良好。保持a、b棒水平，由靜止釋放框架，b棒剛進入磁場即做勻速運動，不計導軌電阻。則在框架下落過程中，a棒所受輕桿的作用力F及a棒的機械能E隨下落的高度h變化的關系圖象，可能正確的是

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（16分）如圖所示，P是傾角為30°的光滑固定斜面．勁度為k的輕彈簧一端同定在斜面底端的固定擋板C上，另一端與質量為m的物塊A相連接．細繩的一端系在物體A上，細繩跨過不計質量和摩擦的定滑輪，另一端有一個不計質量的小掛鉤．小掛鉤不掛任何物體時，物體A處于靜止狀態(tài)，細繩與斜面平行．在小掛鉤上輕輕掛上一個質量也為m的物塊B后，物體A沿斜面向上運動．斜面足夠長，運動過程中B始終未接觸地面．

（1）求物塊A剛開始運動時的加速度大小a；

（2）設物塊A沿斜面上升通過Q點位置時速度最大，求Q點到出發(fā)點的距離x0及最大速度vm；

（3）把物塊B的質量變?yōu)镹m(N＞0.5)，小明同學認為，只要N足夠大，就可以使物塊A沿斜面上滑到Q點時的速度增大到2vm，你認為是否正確？如果正確，請說明理由，如果不正確，請求出A沿斜面上升到Q點位置時的速度的范圍．

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