如圖所示，在xOy平面內(nèi)存在均勻、大小隨時(shí)間周期性變化的磁場和電場，變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示（規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向、沿y軸正方向電場強(qiáng)度為正）。在t=0時(shí)刻由原點(diǎn)O發(fā)射初速度大小為vo，方向沿y軸正方向的帶負(fù)電粒子。已知v0、t0、B0，粒子的比荷為，不計(jì)粒子的重力。求：

（1） t= t0時(shí)，求粒子的位置坐標(biāo)；

（2）若t=5t0時(shí)粒子回到原點(diǎn)，求0～5to時(shí)間內(nèi)粒子距x軸的最大距離；

（3）若粒子能夠回到原點(diǎn)，求滿足條件的所有E。，值。


【答案】解析：

（1）由粒子的比荷，則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期   

則在內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角    

由牛頓第二定律   

得    

位置坐標(biāo)（，0）  

（2）粒子時(shí)回到原點(diǎn)，軌跡如圖所示

     

       

得    

 又，    

粒子在時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)間內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則在時(shí)間內(nèi)粒子距x軸的最大距離：    

（3）如圖所示，設(shè)帶電粒子在x軸上方做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r1，在x軸下方做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r2，由幾何關(guān)系可知，要使粒子經(jīng)過原點(diǎn)，則必須滿足:

（n=1，2，3，…）    

      

聯(lián)立以上解得

   

又由于   

得（n=1，2，3，…）  


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


關(guān)于電磁波及其應(yīng)用，下列說法中正確的是                           （      ）

（A）在真空中，無線電波的傳播速度大于紅外線的傳播速度

（B）收音機(jī)放進(jìn)金屬薄膜袋內(nèi)，也能正常收音

（C）電磁波必須依靠介質(zhì)來傳播

（D）電磁波的傳播過程是能量傳遞的過程

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科目：高中物理 來源： 題型：


理論上已經(jīng)證明：質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的萬有引力為零�，F(xiàn)假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的實(shí)心球體，O為球心，以O為原點(diǎn)建立坐標(biāo)軸Ox，如圖甲所示。一個(gè)質(zhì)量一定的小物體（假設(shè)它能夠在地球內(nèi)部移動(dòng)）在x軸上各位置受到的引力大小用F表示，則圖乙所示的四個(gè)F隨x的變化關(guān)系圖正確的是  

 


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科目：高中物理 來源： 題型：


在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧測力計(jì)。為了完成實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)另找來一根彈簧，先測量其勁度系數(shù)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。

①在答卷上的坐標(biāo)方格上作出F—x圖象，并求得彈簧的勁度系數(shù)k=         N/m。

②某次實(shí)驗(yàn)中，彈簧測力計(jì)的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為          N，同時(shí)利用①中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50N。

③請(qǐng)?jiān)诖鹁懋嬌铣鰞蓚�(gè)共點(diǎn)力的合力F合，并由作圖得到F合=            N

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科目：高中物理 來源： 題型：


實(shí)際電壓表內(nèi)阻并不是無限大，可等效為理想電流表與較大的電阻的串聯(lián)�，F(xiàn)要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，器材如下：

①待測電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ待測）一只；②電流表（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω）一只；③電池組（電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻不計(jì)）；④滑動(dòng)變阻器一個(gè)；⑤變阻箱（可以讀出電阻值，0-9999Ω）一個(gè)；⑥開關(guān)和導(dǎo)線若干。

某同學(xué)利用上面所給器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：

（1）該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。為了更準(zhǔn)確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小，你認(rèn)為其中相對(duì)比較合理的是       （填“甲”或“乙”）電路。

（2）用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合電鍵S，改變阻值，記錄需要直接測量的物理量：電壓表的讀數(shù)U和                     （填上文字和符號(hào)）；

（3）由所測物理量選擇下面適當(dāng)坐標(biāo)軸，能作出相應(yīng)的直線圖線，最方便的計(jì)算出電壓表的內(nèi)阻：

（A）        （B）   （C）      （D）

（4）設(shè)直線圖像的斜率為、截距為，請(qǐng)寫出待測電壓表內(nèi)阻表達(dá)式＝              。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖，兩個(gè)傾角均為=37。的絕緣斜面，頂端相同，斜面上分別固定著一個(gè)光滑的不計(jì)電阻的U型導(dǎo)軌，導(dǎo)軌寬度都是L=1.0m，底邊分別與開關(guān)S1、S2連接，導(dǎo)軌上分別放置一根和底邊平行的金屬棒a和b，a的電阻R1=10.0、質(zhì)量m1=2.0kg，b的電阻R2=8.0、質(zhì)量m2=l.0kg。U型導(dǎo)軌所在空間分別存在著垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場，大小分別為B1=1.0T, B2=2.0T，輕細(xì)絕緣線繞過斜面頂端很小的光滑定滑輪連接兩金屬棒的中點(diǎn)，細(xì)線與斜面平行，兩導(dǎo)軌足夠長，sin370 =0.6，cos370 =0.8，g=10.0m/s2。開始時(shí)，開關(guān)S1、S2都斷開，輕細(xì)絕緣線繃緊，金屬棒a和b在外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。求：

（1）撤去外力，兩金屬棒的加速度多大?

（2）同時(shí)閉合開關(guān)S1、S2，當(dāng)金屬棒a和b通過的距離s=400m時(shí)，速度達(dá)到最大，求在這個(gè)過程中，兩金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱之和是多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：


滑板是現(xiàn)在非常流行的一種運(yùn)動(dòng)，如圖所示，一滑板運(yùn)動(dòng)員以大小為的初速度從曲面的A點(diǎn)下滑，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度大小仍為，若該運(yùn)動(dòng)員以大小為（）的初速度仍由A點(diǎn)下滑，則他運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小

A．一定大于     B．一定等于      

C．一定小于     D．條件不足， 無法判斷

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科目：高中物理 來源： 題型：


水平地面上有一固定的斜面體，一木塊從粗糙斜面底端以一定的初速度沿斜面向上滑動(dòng)后又沿斜面加速下滑到底端．則木塊

A．上滑時(shí)間等于下滑時(shí)間

B．上滑的加速度大小大于下滑的加速度大小

C．上滑過程與下滑過程中速度的變化量相等

D．上滑過程與下滑過程中機(jī)械能的減小量相等

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示的直角坐標(biāo)系中，在直線x=－2l0到y(tǒng)軸區(qū)域內(nèi)存在著兩個(gè)大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)電場，其中x軸上方的電場方向沿y軸負(fù)方向，x軸下方的電場方向沿y軸正方向。在電場左邊界上A（－2l0，－l0）到C（－2l0，0）區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布著電量為＋q、質(zhì)量為m的粒子．從某時(shí)刻起由A點(diǎn)到C點(diǎn)間的粒子，依次連續(xù)以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場．若從A點(diǎn)射入的粒子，恰好從y軸上的A′（0，l­0）沿x軸正方向射出電場，其軌跡如圖．不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用．

⑴求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；

⑵求在AC間還有哪些位置的粒子，通過電場后也能沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)？

⑶若以直線x=2l0上的某點(diǎn)為圓心的圓形區(qū)域內(nèi)，分布著垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場，使沿x軸正方向射出電場的粒子，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，都能通過直線x=2l0與圓形磁場邊界的一個(gè)交點(diǎn)處，而便于被收集，則磁場區(qū)域的最小半徑是多大？相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大？

 


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