如圖11所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第四象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m＝5.0×10－8 kg、電量為q＝1.0×10－6 C的帶電粒子。從靜止開(kāi)始經(jīng)U0＝10 V的電壓加速后，從P點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入磁場(chǎng)，已知OP＝30 cm，(粒子重力不計(jì)，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，求：

圖11

(1)帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度v的大小；

(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2.0 T，粒子從x軸上的Q點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，求OQ的距離；

(3)若粒子不能進(jìn)入x軸上方，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′滿足的條件。


解析：(1)對(duì)帶電粒子的加速過(guò)程，由

動(dòng)能定理qU＝mv2

代入數(shù)據(jù)得：v＝20 m/s

(2)帶電粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有：

qvB＝得R＝

代入數(shù)據(jù)得：R＝0.50 m

而OP/cos 53°＝0.50 m

故圓心一定在x軸上，軌跡如圖甲所示。

由幾何關(guān)系可知：

OQ＝R＋Rsin 53°

故OQ＝0.90 m

(3)帶電粒子不從x軸射出(如圖乙)，由幾何關(guān)系得：

OP>R′＋R′cos 53°①

R′＝②

由①②并代入數(shù)據(jù)得：

B′> T＝5.33 T(取“≥”照樣給分)

答案：(1)20 m/s　(2)0.90 m(3)B′>5.33 T


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


右圖為過(guò)山車以及軌道簡(jiǎn)化模型，若不考慮摩擦等阻力，以下判斷正確的是

A．過(guò)山車的運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守恒

B．過(guò)山車在圓軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度應(yīng)不小于

C．過(guò)山車在圓軌道最低點(diǎn)時(shí)乘客處于失重狀態(tài)

D．過(guò)山車在斜面 h=2R高處由靜止滑下能通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖3所示，電路中RT為熱敏電阻，R1和R2為定值電阻。當(dāng)溫度升高時(shí)，RT阻值變小。開(kāi)關(guān)S閉合后，RT的溫度升高，則下列物理量中變小的是(　　)

圖3

A．通過(guò)RT的電流

B．通過(guò)R1的電流

C．通過(guò)R2的電流

D．電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖8所示，MN是一根長(zhǎng)為l＝10 cm，質(zhì)量m＝50 g的金屬棒，用兩根長(zhǎng)度也為l的細(xì)軟導(dǎo)線將導(dǎo)體棒MN水平吊起，使導(dǎo)體棒處在B＝ T的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，未通電流時(shí)，細(xì)導(dǎo)線在豎直方向，通入恒定電流后，金屬棒向外偏轉(zhuǎn)的最大偏角θ＝37°，求金屬棒中恒定電流的大小。

圖8

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖6所示，有一正方形區(qū)域，CB為對(duì)角線，A、D分別為對(duì)應(yīng)邊的中點(diǎn)，一不計(jì)重力的帶電粒子以速度v沿CB方向射入。當(dāng)在正方形平面內(nèi)有垂直于CB方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E時(shí)，粒子從A點(diǎn)飛出，速率為v1，所用時(shí)間為t1；當(dāng)區(qū)域有垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，粒子從D點(diǎn)飛出，速率為v2，所用時(shí)間為t2。則下列說(shuō)法正確的是(　　)

圖6

A．t1＝t2　　　　　　　　              B．t1＜t2

C．v1＝v2                                D．v1＜v2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)通過(guò)動(dòng)脈的血流速度。電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場(chǎng)是均勻的。使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖3所示。由于血液中的正負(fù)離子隨血液一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差。在達(dá)到平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看做是勻強(qiáng)電場(chǎng)，血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零。在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)間的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160 μV，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040 T。則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為(　　)

圖3

A．1.3 m/s，a正、b負(fù)　　                  　B．2.7 m/s，a正、b負(fù)

C．1.3 m/s，a負(fù)、b正                           D．2.7 m/s，a負(fù)、b正

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子P＋和P3＋，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖12所示。已知離子P＋在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)θ＝30°后從磁場(chǎng)右邊界射出。在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子P＋和P3＋(　　)

圖12

A．在電場(chǎng)中的加速度之比為1∶1

B．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為 ∶1

C．在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比為1∶2

D．離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1∶3

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖4所示的四個(gè)選項(xiàng)中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。A、B中的導(dǎo)線框?yàn)檎叫�，C、D中的導(dǎo)線框?yàn)橹苯巧刃巍８鲗?dǎo)線框均繞垂直紙面軸O在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動(dòng)周期均為T。從線框處于圖示位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以在OP邊上從P點(diǎn)指向O點(diǎn)的方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向。則在如圖4所示的四個(gè)情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖3所示的是(　　)

圖3

圖4

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


在一段半徑為R=15m的圓孤形水平彎道上，已知彎道路面對(duì)汽車輪胎的最大靜摩擦力等于車重的μ=1/6倍，則汽車拐彎時(shí)的最大速度是        __________m/s 。(g取10m/s2)

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