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精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

【題目】在科學研究中,可以通過施加適當的磁場來實現對帶電粒子運動的控制。在如圖所示的平面坐標系xOy內,以坐標原點O為圓心,半徑為d的圓形區域外存在范圍足夠大的勻強磁場。一質量為m、電荷量為+q的粒子從P(0d)點沿y軸正方向射入磁場,當入射速度為v0時,粒子從a處進入無場區射向原點O,不計粒子重力。求:

(1)磁場的磁感應強度B的大小

(2)粒子離開P點后經多長時間第一次回到P

(3)若僅將入射速度變為3v0,則粒子離開P點后運動多少路程經過P

【答案】(1)(2)(3),其中123;②,其中0123

【解析】

(1)粒子的運動軌跡如圖所示

由題條件可判斷粒子做圓周運動半徑為

粒子在磁場中

解得

(2)粒子運動軌跡如圖示

粒子在磁場中運動時間

因為洛倫茲力提供向心力,則有

可得

粒子在無場區運動時間

粒子再次回到點時間

解得

(3)粒子運動軌跡如圖所示

粒子速度變為,則在磁場中運動半徑為

點出發后第一個圓弧的弧長

無磁場區圓的直徑長度

①粒子以沿軸正向經過

粒子運動路程

,其中123

②粒子以大小沿方向經過

,其中0123

代入得

,其中0123

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑為R的光滑圓環固定在豎直平面內,ABCD是圓環相互垂直的兩條直徑,CD兩點與圓心O等高。一個質量為m的光滑小球套在圓環上,一根輕質彈簧一端連在小球上,另一端固定在P點,P點在圓心O的正上方處,小球位于最高點A且靜止時恰好對圓環無作用力,現讓小球從最高點A由靜止開始沿順時針方向下滑,已知彈簧的原長為R,彈簧始終處于彈性限度內,重力加速度為g。下列說法正確的是(  )

A.彈簧的勁度系數為k

B.小球運動到D點時的速度大小為

C.小球在最低點B時對圓環的壓力大小為3mg

D.小球運動到B點時的速度大小為2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示電路,兩根光滑金屬導軌平行放置在傾角為θ的斜面上,導軌下端接有電阻R,導軌電阻不計,斜面處在豎直向上的勻強磁場中,電阻可忽略不計的金屬棒ab質量為m,受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力F的作用.金屬棒沿導軌勻速向上滑動,則它在上滑高度h的過程中,以下說法正確的是

A. 作用在金屬棒上各力的合力做功為零

B. 重力做的功等于系統產生的電能

C. 金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上產生的焦耳熱

D. 恒力F做的功與安培力做的功之和等于金屬棒增加的機械能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,絕緣光滑圓環豎直放置,abc為三個套在圓環上可自由滑動的空心帶電小球,已知小球c位于圓環最高點,ac連線與豎直方向成60°角,bc連線與豎直方向成30°角,三個小球均處于靜止狀態。下列說法正確的是(  )

A.abc小球帶同種電荷B.ab小球帶異種電荷,bc小球帶同種電荷

C.ab小球電量之比為D.ab小球電量之比

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩條平行虛線間存在一勻強磁場,磁感應強度方向與紙面垂直。邊長為0.1 m、總電阻為0.005 Ω的正方形導線框abcd位于紙面內,cd邊與磁場邊界平行,如圖(a)所示。已知導線框一直向右做勻速直線運動,cd邊于t=0時刻進入磁場。線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖(b)所示(感應電流的方向為順時針時,感應電動勢取正)。下列說法正確的是

A. 磁感應強度的大小為0.5 T

B. 導線框運動速度的大小為0.5 m/s

C. 磁感應強度的方向垂直于紙面向外

D. t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內,導線框所受的安培力大小為0.1 N

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用下列哪組物理量可以計算阿伏加德羅常數(  )

A.某種物質的摩爾質量M和該物質的一個分子質量m

B.某種物質的密度ρ,摩爾質量M以及該物質的一個分子的體積V

C.某種物質的密度ρ以及該物質的一個分子的質量m0、體積V0

D.某種物質的密度ρ,體積V以及該物質的一個分子的質量m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲分子固定在坐標原點O,乙分子位于r軸上距原點r3的位置。虛線分別表示分子間斥力f和引力f的變化情況,實線表示分子間的斥力與引力的合力f的變化情況。若把乙分子由靜止釋放,則乙分子(  )

A.r3r2做加速運動,從r2r1做減速運動

B.r3r1做加速運動,從r1O做減速運動

C.r3r1的過程中,分子勢能先減小再增大

D.r3r1的過程中,分子勢能一直在減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質量為m的小球(可視為質點)用長為L的細線懸掛于O點,自由靜止在A位置.現用水平力F緩慢地將小球從A拉到B位置而靜止,細線與豎直方向夾角為θ=60°,此時細線的拉力為F1,然后放手讓小球從靜止返回,到A點時細線的拉力為F2,則( )

A.F1=F2=2mg

B.從A到B,拉力F做功為F1L

C.從B到A的過程中,小球受到的合外力大小不變

D.從B到A的過程中,小球重力的瞬時功率一直增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一顆人造衛星原來在橢圓軌道1繞地球E運行,在P點變軌后進入軌道2做勻速圓周運動。下列說法正確的是(  )

A.衛星在軌道1Q點速度小于P

B.衛星在軌道1Q點機械能小于P

C.不論在軌道1還是軌道2運行,衛星在P點的速度都相同

D.不論在軌道1還是軌道2運行,衛星在P點的加速度都相同

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同步練習冊答案
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