【題目】利用電場、磁場可以控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。 如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，有一個(gè)半徑為r的圓形區(qū)域，其圓心坐標(biāo)為 (r，0)。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場。 在直線y = - r的下方，有水平向左的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小為E。 一質(zhì)子從O點(diǎn)沿x軸正方向射入磁場，在磁場中做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷量為+q，不計(jì)質(zhì)子的重力。求：

（1）運(yùn)動(dòng)軌跡由哪兩個(gè)圖形構(gòu)成；

（2）質(zhì)子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小υ；

（3）質(zhì)子離開磁場后經(jīng)多長時(shí)間到達(dá)y軸；

（4）質(zhì)子運(yùn)動(dòng)到y軸時(shí)距O點(diǎn)的距離L。

【答案】(1) 圓（四分之一圓周）和拋物線構(gòu)成 (2) (3) (4)

【解析】

（1）因粒子的運(yùn)動(dòng)半徑等于磁場的半徑，可知粒子從O點(diǎn)射入后運(yùn)動(dòng)四分之一圓周從最下端豎直向下進(jìn)入電場，然后在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，則粒子運(yùn)動(dòng)軌跡由圓（四分之一圓周）和拋物線構(gòu)成.

（2）質(zhì)子從O點(diǎn)射入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得:

解得

（3）質(zhì)子沿x軸正方向射入磁場，經(jīng)圓弧后以速度υ垂直于電場方向進(jìn)入電場。在沿電場方向上，質(zhì)子做初速為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小:

質(zhì)子經(jīng)過時(shí)間t到達(dá)y軸

（4）在垂直電場方向上，質(zhì)子的位移

質(zhì)子到達(dá)y軸時(shí)距O點(diǎn)的距離

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，豎直平面內(nèi)（紙面）存在平行于紙面的勻強(qiáng)電場，方向與水平方向成θ= 60°角，紙面內(nèi)的線段MN與水平方向成α=30°角，MN長度為d�，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的帶電小球從M由靜止釋放，小球沿MN方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)N點(diǎn)的速度大小為（待求）；若將該小球從M點(diǎn)沿垂直于MN的方向，以大小的速度拋出，小球?qū)⒔?jīng)過M點(diǎn)正上方的P點(diǎn)（未畫出），已知重力加速度大小為g，求：

(l)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E及小球在N點(diǎn)的速度；

(2)M點(diǎn)和P點(diǎn)之間的電勢差；

(3)小球在P點(diǎn)動(dòng)能與在M點(diǎn)動(dòng)能的比值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一總長度為L導(dǎo)熱性能良好的汽缸放置在水平面上，開口向左。用橫截面積為S的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，活塞靜止時(shí)距汽缸底部L/2 �，F(xiàn)保持溫度不變，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)汽缸．使其開口豎直向上放置，活塞最終靜止時(shí)距汽缸底部L/4。已知大氣壓強(qiáng)為po，不計(jì)活塞厚度，活塞與汽缸無摩擦接觸且氣密性良好。重力加速度為g。

(1)求活塞質(zhì)量m；

(2)現(xiàn)用外力F緩慢豎直向上拉動(dòng)活塞，活塞到達(dá)汽缸上邊緣時(shí)，汽缸恰好對地面無壓力。求此時(shí)所施加外力F的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】我國的嫦娥四號在2019年1月3日著陸在了月球背面,這是人類歷史上的首次著陸為全世界的月球探索開拓了新方向。為了保持地面和嫦娥四號的通信,我國于2018年5月21日,將一顆地月中繼衛(wèi)星“鵲橋”發(fā)射到地月軌道的拉格朗日點(diǎn)L2上,我們可以簡單理解為處在L2點(diǎn)的物體在地球和月球的引力共同作用下繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)并始終與地月共線,已知地球的質(zhì)量M、地球球心到L2點(diǎn)距離為r、引力常量為G、月球公轉(zhuǎn)周期T,以下說法正確的是( )

A. 中繼衛(wèi)星“鵲橋”的運(yùn)行線速度大于月球繞地球公轉(zhuǎn)的線速度

B. 中繼衛(wèi)星“鵲橋”的運(yùn)行線速度小于月球繞地球公轉(zhuǎn)的線速度

C. 中繼衛(wèi)星“鵲橋”的加速度為

D. 中繼衛(wèi)星“鵲橋”的加速度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2019年4月11日21時(shí)黑洞視界望遠(yuǎn)鏡合作組織(ETE)宣布了近鄰巨橢圓星系M87中心捕獲的首張黑洞圖像，提供了黑洞存在的直接“視覺”證據(jù)，驗(yàn)證了1915年愛因斯坦的偉大預(yù)言。一種理論認(rèn)為，整個(gè)宇宙很可能是個(gè)黑洞，如今可觀測宇宙的范圍膨脹到了半徑465億光年的規(guī)模，也就是說，我們的宇宙就像一個(gè)直徑930億光年的球體。黑洞的質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿足史瓦西半徑公式 (其中c為光速，其值為c=3×108m/s，G為引力常量，其值為6．67×10-11N·m2/kg2)則，由此可估算出宇宙的總質(zhì)量的數(shù)量級約為

A. 1054kgB. 1044kg

C. 1034kgD. 1024kg

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測通過動(dòng)脈的血流速度．電磁血流計(jì)由一對電極a和b以及一對磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的．使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如上圖所示．由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會有微小電勢差．在達(dá)到平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場可看作是勻強(qiáng)電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零．在某次監(jiān)測中，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(　　)

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 來源： 題型：

【題目】如圖所示,在真空中勻強(qiáng)電場的方向豎直向下,勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向里,三個(gè)油滴a、b、c帶有等量同種電荷,其中a靜止,b向右做勻速運(yùn)動(dòng),c向左做勻速運(yùn)動(dòng),比較它們的重力Ga、Gb、Gc間的關(guān)系,正確的是(　　)

A.Ga最大B.Gb最大C.Gc最大D.Gb最小

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【題目】如圖所示為“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，現(xiàn)有帶光滑圓弧軌道的粗糙水平桌面，物塊A、B(A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量)。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

(a)在圓弧軌道上距離桌面h高處讓A由靜止滑下，在水平桌面上不放B的情況下，A一直沿水平桌面運(yùn)動(dòng)到C處靜止；

(b)再讓A從圓弧軌道上距離桌面h高處由靜止滑下，在桌面與圓弧軌道相接處放上B，使A與B碰撞，碰撞后A、B繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直至分別停止在D、E處；

(c)重復(fù)多次以上實(shí)驗(yàn)步驟，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選取自己認(rèn)為最理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行研究，根據(jù)該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)中除了要測量物塊A的質(zhì)量mA、物塊B的質(zhì)量mB，還需測量的物理量有______________________________________(寫出物理量名稱及表示符號)；據(jù)實(shí)驗(yàn)測量出的數(shù)據(jù)和測量的物理量寫出可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式：________________________。

（2）關(guān)于誤差分析和實(shí)驗(yàn)測量，下列說法正確的是________。

A．A與B發(fā)生彈性碰撞還是非彈性碰撞，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一定的影響

B．如果A與B發(fā)生的碰撞不是正碰，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一定的影響

C．實(shí)驗(yàn)中所用的圓弧軌道不是真正的光滑，對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果影響不大

D．實(shí)驗(yàn)中必須測量A起始位置距離桌面的高度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(多選)直流電池組的電動(dòng)勢為E，內(nèi)電阻為r，用它給電阻為R的直流電動(dòng)機(jī)供電，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U，通過電動(dòng)機(jī)的電流是I，下列說法中正確的是(　　)

A. 電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率是UI

B. 電動(dòng)機(jī)電樞上發(fā)熱功率為I2R

C. 電源消耗的化學(xué)能功率為EI

D. 電源的輸出功率為EI－I2r

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