精英家教網(wǎng)空間存在垂直于紙面方向的均勻磁場(chǎng)，其方向隨時(shí)間做周期性變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示．規(guī)定B＞0時(shí)，磁場(chǎng)的方向穿出紙面．一電荷量q=5π×10-7 C、質(zhì)量m=5×10-10 kg的帶電粒子，位于某點(diǎn)O處，在t=0時(shí)刻以初速度v0=π m/s沿某方向開始運(yùn)動(dòng)．不計(jì)重力的作用，不計(jì)磁場(chǎng)的變化可能產(chǎn)生的一切其他影響．則在磁場(chǎng)變化N個(gè)（N為整數(shù)）周期的時(shí)間內(nèi)帶電粒子的平均速度的大小等于（　�。�
A、πm/s
B、
π
2
m/s
C、2
2
m/s
D、
2
m/s
分析：粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，求出粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期和半徑，即可畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，平均速度等于位移除以時(shí)間．
解答：解：設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)半徑為r
則有：r=
mv
qB
=0.01m，周期為：T0=
2πm
qB
=0.02s
粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖如圖所示：
精英家教網(wǎng)
磁場(chǎng)變化的一個(gè)周期內(nèi)，帶電粒子的位移為2
2
R
所以在磁場(chǎng)變化N個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，帶電粒子的平均速度為：
.
v
=
2
2
NR
NT
=
2
2
R
T
=
2
2
×0.01
10×10-3
=2
2
m/s
故ABD錯(cuò)誤，C正確
故選：C
點(diǎn)評(píng)：該題考察了帶電粒子在方向隨時(shí)間作周期性變化的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，此題不但要求學(xué)生要熟練的應(yīng)用帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑公式和周期公式，還要求要有較強(qiáng)的對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的分析能力，該題關(guān)鍵是找出磁場(chǎng)變化的周期和粒子圓周運(yùn)動(dòng)的周期的關(guān)系．正確的繪制出粒子的軌跡圖，對(duì)解決問(wèn)題有非常大的幫助．
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：

（2006?德州一模）在某空間存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，一段光滑且絕緣的圓弧軌道AC固定在紙面內(nèi)，其圓心為O點(diǎn)，半徑R=1.8m，OA連線在豎直方向上，AC弧對(duì)應(yīng)的圓心角θ=37°．今有一質(zhì)量m=3.6×10-4kg、電荷量q=+9.0×10-4C的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），以v0=4.0m/s的初速度沿水平方向從A點(diǎn)射入圓弧軌道內(nèi)，一段時(shí)間后從C點(diǎn)離開，小球離開C點(diǎn)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，不計(jì)空氣阻力，求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E；
（2）小球射入圓弧軌道后的瞬間對(duì)軌道的壓力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)在某空間存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，一段光滑且絕緣的圓弧軌道AC固定在紙面內(nèi)，其圓心為O點(diǎn)，半徑R=1.8m，OA連線在豎直方向上，AC弧對(duì)應(yīng)的圓心角θ=37°．今有一質(zhì)量m=3.6×10-4 kg、電荷量q=+9.0×10-4 C的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），以v0=4.0m/s的初速度沿水平方向從A點(diǎn)射入圓弧軌道內(nèi)，一段時(shí)間后從C點(diǎn)離開，小球離開C點(diǎn)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計(jì)空氣阻力，求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；
（3）小球射入圓弧軌道后的瞬間對(duì)軌道的壓力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)在某空間存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，如圖所示，一段光滑且絕緣的圓弧軌道AC固定在紙面內(nèi)，其圓心為O點(diǎn)，半徑R=1.8m，OA連線在豎直方向上，AC弧對(duì)應(yīng)的圓心角θ=37°．今有一質(zhì)量m=3.6×10-4kg、電荷量q=+9.0×10-4C的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），以v0=4.0m/s的初速度沿水平方向從A點(diǎn)射入圓弧軌道內(nèi)，一段時(shí)間后從C點(diǎn)離開，小球離開C點(diǎn)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計(jì)空氣阻力，求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E；
（2）小球剛離開C點(diǎn)時(shí)的速度大��；
（3）小球剛射入圓弧軌道時(shí)，軌道對(duì)小球的瞬間支持力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)在某空間存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，一段光滑且絕緣的圓弧軌道AC固定在紙面內(nèi)，其圓心為O點(diǎn)，半徑R=1.8m，OA連線在豎直方向上，AC弧對(duì)應(yīng)的圓心角θ=370．現(xiàn)有一質(zhì)量m=3.6×10-4kg電荷量q=+9.0×10-4C的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），以v0=4.0m/s的初速度沿水平方向從A點(diǎn)射入圓弧軌道內(nèi)，沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)并從C點(diǎn)離開，小球離開C點(diǎn)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知重力加速度g=10m/s2，
sin37°=0.6，cos37°=0.8．不計(jì)空氣阻力，求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大�。�
（2）小球從C點(diǎn)離開時(shí)的速度vC的大小
（3）小球射入圓弧軌道后的瞬間對(duì)軌道的壓力．

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科目：高中物理 來(lái)源：2012屆四川省成都市高二3月月考物理卷 題型：計(jì)算題

在某空間存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，一段光滑且絕緣的圓弧軌道AC固定在紙面內(nèi)，其圓心為O點(diǎn)，半徑R=1.8 m,OA連線在豎直方向上，AC弧對(duì)應(yīng)的圓心角θ=37°.今有一質(zhì)量m=3.6×10-4 kg，電荷量q=+9.0×10-4C的帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，以v0=4.0 m／s的初速度沿水平方向從A點(diǎn)射入圓弧軌道內(nèi)，一段時(shí)間后從C點(diǎn)離開，小球離開C點(diǎn)后做勻速直線運(yùn)動(dòng).已知重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,不計(jì)空氣阻力，求：

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E.

(2)小球射入圓弧軌道后的瞬間對(duì)軌道的壓力.

 

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