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【題目】如圖所示,在第一象限內,0<x≤a的區域Ⅰ中有垂直于紙面向里的勻強磁場,x>a的區域Ⅱ中有垂直于紙面向外的勻強磁場,兩區域內磁場的磁感應強度大小均為B.沿y軸有一不計厚度的返回粒子收集器,內部距離原點為2aP點有一粒子源,持續不斷的沿x軸正方向發射速度大小不同的同種帶電粒子,粒子的質量為m、電荷量為+q,不計粒子的重力,求:

(1) 進入區域Ⅱ磁場的粒子的最小速度;

(2) 粒子從P點射出到返回到收集器上的同一位置的運動時間;

(3) 要使所有返回區域Ⅰ磁場的帶電粒子都能被收集器收集,求收集器的最小長度.

【答案】1 2 34a2a

【解析】

(1)根據臨界情況是軌跡與邊界相切求半徑得到速度;根據要求作出軌跡圖,由幾何關系求時間.

(1)進入剛好進入區域Ⅱ磁場,則軌跡與邊界相切,由幾何關系:r1a

在磁場中做勻速圓周運動

解得:

(2)粒子在左側磁場運動的第一段軌跡對應的圓心角為60°

運動時間

解得:

(3)由幾何關系:PN2a

粒子速度最大且能返回到y軸的運動軌跡示意圖如圖所示:

由幾何關系可得

2r3sinβ2a

解得:r32aβ30°

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關于運動和力的敘述,正確的是

A. 圖甲中,蹲在體重計上的人突然站起的瞬間指針示數會大于人的重力G

B. 圖乙中,在玻璃漏斗中做勻速圓周運動的小球受到的合外力是恒力

C. 圖丙中,在水平直跑道上減速的航天飛機,傘對飛機的拉力大于飛機對傘的拉力

D. 圖丁中,滑冰運動員通過圓弧彎道處,若此時地面摩擦力突然消失,則他將在冰面上沿著軌跡半徑方向離心而去

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】測繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗中,使用的小燈泡標有“6 V 3 W”,其他可供選擇的器材有:

A.電壓表V1(量程6 V,內阻20 kΩ)

B.電壓表V2(量程20 V,內阻60 kΩ)

C.電流表A1(量程3 A,內阻0.2 Ω)

D.電流表A2(量程0.6 A,內阻1 Ω)

E.滑動變阻器R1(01000 Ω0.5 A)

F.滑動變阻器R2(020 Ω2 A)

G.學生電源E(6 V8 V)

H.開關S及導線若干

某同學通過實驗測得小燈泡兩端的電壓U和通過它的電流I,繪成UI關系曲線如圖甲所示.

(1)實驗中電壓表應選用________,電流表應選用________,滑動變阻器應選用________

(2)在虛線框乙中畫出實驗所用的電路圖________

(3)若實驗中采用了如下圖所示的部分電路,測算出的電功率比燈泡的實際功率___________(選填偏大偏小”)

(4)若將該小燈泡接在電動勢為6 V,內阻為4 Ω的電源兩端,則燈泡實際消耗的功率為________W(保留3位有效數字).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】18世紀數學家莫佩爾蒂哲學家伏爾泰曾經設想穿透地球;假設能夠沿著地球兩極連線開鑿一條沿著地軸的隧道貫穿地球一個人可以從北極入口由靜止自由落入隧道中忽略一切阻力此人可以從南極出口飛出,(已知此人的質量m=50 kg;地球表面處重力加速度g10 m/s2;地球半徑R=6.4×106 m;假設地球可視為質量分布均勻的球體均勻球殼對殼內任一點的質點合引力為零)則以下說法正確的是

A人與地球構成的系統由于重力發生變化故機械能不守恒

B人在下落過程中受到的萬有引力與到地心的距離成正比

C人從北極開始下落到剛好經過地心的過程萬有引力對人做功W=3.2×109 J

D當人下落經過距地心R瞬間人的瞬時速度大小為×103 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一彈簧秤的秤盤質量為m1,水平秤盤內放一質量為m2的物體Q,秤盤與物體間的彈力大小為N,輕質彈簧質量不計,系統處于靜止狀態。現給Q物體施加一個豎直向上的力F,使物體從靜止開始向上做勻加速直線運動。下列說法正確的是

A. 物體Q在離開秤盤前,其對秤盤的壓力N大于自身的重力

B. N=0時,彈簧恢復到原長

C. F所做的功小于Q所增加的機械能

D. Q與秤盤分離時,F最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規律

主要實驗步驟如下:

a.安裝好實驗器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復幾次

b.選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合適的點當作計時起點Ot0),然后每隔四個點選取一個計數點,如圖2ABCDEF所示;通過測量、計算可以得到在打ABCDE五點時小車的速度,以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系,在坐標紙上描點,作出速度一時間圖象如圖3所示。

結合上述實驗步驟,請你完成下列任務:

1)在下列儀器和器材中,本實驗中使用的有__________(填選項前的字母)。

A.電壓合適的50Hz交流電源

B.電壓可調的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含砝碼)

2)根據速度一時間圖象可知,計數點O對應的小車速度為_____m/s,小車運動的加速度為_____m/s2

3)紙帶中只標出了OA兩計數點的距離為1.60cm,計算可得AB兩計數點的距離為_____cm(保留三位有效數字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出,未加磁場時上升最大高度為H1,若加上水平方向的勻強磁場,且保持初速度仍為v0,最大高度為H2,若不計空氣阻力,則(

A. B.

C. D. 無法比較

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)某物理實驗小組在使用多用電表按正確步驟測量某一電阻阻值,選擇開關指在“×100”歐姆檔,指針指示位置如下圖所示,則此電阻的阻值是________Ω

(2)然后他們用伏-安法來測未知電阻(電流表的內阻約1Ω,電壓表的內阻約20kΩ);為了得到盡量多的數據、較精確測出電阻值,并要求電壓從0開始調節,他們應選用下圖中的______圖所示電路進行實驗。用此方法測出的電阻值比真實值偏________。(選填”)

(3)在用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內阻實驗中,某同學測得了七組數據(如下表)。

組別

1

2

3

4

5

6

7

U/v

1.22

1.02

0.88

0.60

0.63

0.51

0.48

I/A

0.2

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

1.0

①根據表中實驗數據在圖中已描好點,該同學也作出U—I圖線;

從圖線中得出,電源電動勢E=_________V;內電阻r =_______Ω。

②若另一位同學未畫出圖線,只選用其中兩組UI的數據,根據公式E= U1+I1 rE=U2+I2 r算出Er,這樣做可能得出誤差很大的結果,則他選用其中第4組和第_____組數據時算得的結果誤差大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一帶電粒子垂直射入勻強電場,經電場偏轉后從磁場的左邊界上M點進入垂直紙面向外的勻強磁場中,最后從磁場的左邊界上的N點離開磁場.已知帶電粒子的比荷=3.2×109 C/kg,電場強度E=200 V/m,MN間距MN=1 cm,金屬板長L=25 cm,粒子的初速度v0=4×105 m/s,帶電粒子重力忽略不計,求:

(1)粒子射出電場時的運動方向與初速度v0的夾角θ

(2)磁感應強度B的大小.

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