如圖所示，一足夠長(zhǎng)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在ad邊中點(diǎn)O，方向垂直磁場(chǎng)向里射入一速度方向跟ad邊夾角θ = 30°、大小為v0的帶正電粒子，已知粒子質(zhì)量為m，電量為q，ad邊長(zhǎng)為L，ab邊足夠長(zhǎng)，粒子重力不計(jì)，求：

（1）粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)的v0大小范圍.

（2）如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間.


【解析】

（1）若粒子速度為v0，則qv0B =，   所以有R =，

設(shè)圓心在O1處對(duì)應(yīng)圓弧與ab邊相切，相應(yīng)速度為v01，則R1＋R1sinθ =，

將R1 =代入上式可得，v01 =

類似地，設(shè)圓心在O2處對(duì)應(yīng)圓弧與cd邊相切，相應(yīng)速度為v02，則R2－R2sinθ =，

將R2 =代入上式可得，v02 =

所以粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)的v0應(yīng)滿足＜v0≤

（2）由t =及T =可知，粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)過(guò)的弧所對(duì)的圓心角α越長(zhǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也越長(zhǎng)。由圖可知，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑r≤R1時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，弧所對(duì)圓心角為（2π－2θ），

所以最長(zhǎng)時(shí)間為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：


如圖，平行金屬板傾斜放置，AB長(zhǎng)度為L，金屬板與水平方向的夾角為θ，一電荷量為-q、質(zhì)量為m的帶電小球以水平速度v0進(jìn)入電場(chǎng)，且做直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)。離開(kāi)電場(chǎng)后，進(jìn)入如下圖所示的電磁場(chǎng)（圖中電場(chǎng)沒(méi)有畫出）區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并豎直向下穿出電磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。試求：

（1）帶電小球進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度v。

（2）帶電小球在電磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

（3）重力在電磁場(chǎng)區(qū)域?qū)π∏蛩龅墓Α?/p>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一名同學(xué)在用下圖甲所示的裝置做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交變電流的頻率為50Hz，下圖乙是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的紙帶，圖中A、B、C、D、E是紙帶上五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則                         

（     ）

A．打C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為2.1m/s

B．打D點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為4.6m/s

C．小車的加速度大小為3.9m/s2

D．小車的加速度大小為12m/s2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


用下列器材組裝成一個(gè)電路，既能測(cè)量出電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，又能同時(shí)描繪小燈泡的伏安特性曲線。

A．電壓表V1（量程6V、內(nèi)阻很大）

B．電壓表V2（量程3V、內(nèi)阻很大）

C．電流表A（量程3A、內(nèi)阻很小）

D．滑動(dòng)變阻器R（最大阻值10Ω、額定電流4A）

E．小燈泡（2A、5W）

F．電池組（電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r）

G．開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干

實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn)：若電壓表V1的示數(shù)增大，則電壓表V2的示數(shù)減小。

（1）請(qǐng)將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖在下方的虛線方框中補(bǔ)充完整。

（2）每一次操作后，同時(shí)記錄電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)，組成兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)（I，U1）、（I，U2），標(biāo)到U—I坐標(biāo)中，經(jīng)過(guò)多次測(cè)量，最后描繪出兩條圖線，如下圖所示，則電池組的電動(dòng)勢(shì)E＝    V、內(nèi)阻r＝     Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）在U—I坐標(biāo)中兩條圖線在P點(diǎn)相交，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值應(yīng)為     Ω，電池組的效率為             （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

               

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到洛倫茲力的作用。下列表述正確的是

    A．洛倫茲力對(duì)帶電粒子做功

    B．洛倫茲力不改變帶電粒子的動(dòng)能

    C．洛倫茲力的大小與速度無(wú)關(guān)

    D．洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。方向垂直于回路所在的平面�；芈芬运俣葀向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始絡(luò)與MN垂直。從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是

 A．感應(yīng)電流方向不變

 B．CD段直線始終不受安培力

 C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值E＝Bav

 D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值

 

 

 

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L,底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖所示。除電阻R外其余電阻不計(jì)�，F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，則（   ）

A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g

B.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)?i>a→b

C.金屬棒的速度為v時(shí)，所受的按培力大小為F=              

D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少                  

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


在某校開(kāi)展的科技活動(dòng)中，為了要測(cè)出一個(gè)未知電阻的阻值R，現(xiàn)有如下器材：讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表A、定值電R0、電阻箱R1、滑動(dòng)變阻器R2、單刀單擲開(kāi)關(guān)S1、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2、電源和導(dǎo)線。

（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)出你所選用器材的代碼。

（2）寫出主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


關(guān)于電功和電功率以下說(shuō)法正確的是(      )

A．含有電動(dòng)機(jī)電路中電功不能用公式W=UIt來(lái)計(jì)算

B．在一切電路中電功都等于電熱

C．對(duì)任何用電器，電功率公式P=UI均適用

D．當(dāng)二極管兩端加的電壓為U，流過(guò)它的電流為I，此時(shí)二極管的電阻可以用R=U/I來(lái)計(jì)算

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