【題目】如圖所示，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里和向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1=0.1T、B2=0.05T，分界線OM與x軸正方向的夾角為α。在第二、三象限內(nèi)存在著沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=1×104V/m。現(xiàn)有一帶電粒子由x軸上A點(diǎn)靜止釋放，從O點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域。已知A點(diǎn)橫坐標(biāo)xA= -5×10-2m，帶電粒子的質(zhì)量m=1.6×10-24kg，電荷量q=+1.6×10-15C。

（1）要使帶電粒子能始終在第一象限內(nèi)運(yùn)動，求α的取值范圍？（用反三角函數(shù)表示）

（2）如果α=30o，則粒子能經(jīng)過OM分界面上的哪些點(diǎn)？

（3）如果α=30o，讓粒子在OA之間的某點(diǎn)釋放，要求粒子仍能經(jīng)過（2）問中的那些點(diǎn)，則粒子釋放的位置應(yīng)滿足什么條件？

【答案】（1）（2）（k′ = 1、2、3……）（3） （n′ = 1、2、3……）

【解析】（1）粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后，做勻速圓周運(yùn)動。設(shè)在B1中運(yùn)動的半徑為r1，在B2中運(yùn)動的半徑為r2，

由B1= 2 B2

得 r2 = 2r1

由幾何關(guān)系解得

（2）當(dāng)α=30o時，粒子每次在任意一個磁場中運(yùn)動的圓弧的圓心角均為60o，弦長均等于半徑。

粒子在電場中運(yùn)動

粒子在磁場中運(yùn)動

解得：

OM上經(jīng)過的點(diǎn)距離O點(diǎn)的距離是

（k = 1、2、3……）

或 （k′ = 1、2、3……）

（3）要仍然經(jīng)過原來的點(diǎn)，需滿足 （n = 1、2、3……）

解得即

粒子釋放的位置應(yīng)滿足 （n = 1、2、3……）

或者 （n′ = 1、2、3……）

解得，即

粒子釋放的位置應(yīng)滿足 （n′ = 1、2、3……）

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】如圖所示，圖面內(nèi)有豎直線DD＇，過DD＇且垂直于圖面的平面將空間分成I、II兩區(qū)域。區(qū)域I有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場和方向垂直圖面的勻強(qiáng)磁場B（圖中未畫出）；區(qū)域II有固定在水平面上高、傾角的光滑絕緣斜面，斜面頂端與直線DD＇距離，區(qū)域II可加豎直方向的大小不同的勻強(qiáng)電場（圖中未畫出）；C點(diǎn)在DD＇上，距地面高。零時刻，質(zhì)量為m、帶電量為q的小球P在K點(diǎn)具有大小、方向與水平面夾角的速度。在區(qū)域I內(nèi)做半徑的勻速圓周運(yùn)動，經(jīng)C點(diǎn)水平進(jìn)入?yún)^(qū)域II。某時刻，不帶電的絕緣小球A由斜面頂端靜止釋放，在某處與剛運(yùn)動到斜面的小球P相遇。小球視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力及小球P所帶電量對空間電磁場的影響。l已知，g為重力加速度。

（1）求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

（2）若小球A、P在斜面底端相遇，求釋放小球A的時刻tA；

（3）若小球A、P在時刻（β為常數(shù)）相遇于斜面某處，求此情況下區(qū)域II的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E，并討論場強(qiáng)E的極大值和極小值及相應(yīng)的方向。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”。彈簧測力計(jì)A掛與固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛一重物M。彈簧測力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn)，手持另一端向左拉，使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計(jì)A和B的示數(shù)，并在貼與豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向。

（1）本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為 N。

（2）下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是 。（請?zhí)顚戇x項(xiàng)前對應(yīng)的字母）

A．應(yīng)測量重物M所受的重力

B．彈簧測力計(jì)應(yīng)在使用前校零

C．拉線方向應(yīng)與木板平面平行

D．改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組采用圖示的裝置“探究動能定理”即探究小車所受的合外力做功與小車動能的變化之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達(dá)地面。

（1）為了把細(xì)繩對小車的拉力視為小車的合外力，要完成的一個重要步驟是________;

（2）為使圖示中鉤碼的總重力大小視為細(xì)繩的拉力大小，必須滿足的條件是鉤碼的總質(zhì)量__________小車的總質(zhì)量（填“大于”、“小于”、“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，一個匝數(shù)n=100的圓形線圈，面積S1=0．4m2，電阻r=1Ω。在線圈中存在面積S2=0．3m2、垂直線圈平面（指向紙外）的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系如圖2所示。將其兩端a、b與一個R=2Ω的電阻相連接，b端接地。試分析求解：

（1）圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E；

（2）電阻R消耗的電功率；

（3）a端的電勢φa。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形金屬線圈abcd的邊長，，匝數(shù)，線圈的總電阻，線圈位于磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場方向平行。線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)E、F（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷與阻值的定值電阻連接。現(xiàn)使線圈繞過bc和ad邊中點(diǎn)、且垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動。電路中其它電阻以及線圈的自感系數(shù)均可忽略不計(jì)，求：

（1）線圈中感應(yīng)電流的最大值；

（2）線圈轉(zhuǎn)動過程中電阻R的發(fā)熱功率；

（3）從線圈經(jīng)過圖示位置開始計(jì)時，經(jīng)過周期時間通過電阻R的電荷量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,水平傳送帶長,且以的恒定速率順時針轉(zhuǎn)動,光滑曲面與傳送帶的右端B點(diǎn)平滑鏈接,有一質(zhì)量的物塊從距傳送帶高的A點(diǎn)由靜止開始滑下。已知物塊與傳送帶之間的滑動摩擦因數(shù),重力加速度取,求：

（1）物塊距傳送帶左端C的最小距離。

（2）物塊再次經(jīng)過B點(diǎn)后滑上曲面的最大高度。

（3）物塊第一次返回到最高點(diǎn)前，物塊與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每5個點(diǎn)取1個計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。打點(diǎn)計(jì)時器電源的頻率為50Hz，取g=10m/s2。

（1）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)______和______之間某時刻開始減速．

（2）物塊與桌面間的動摩擦因素為= ______（保留兩位有效數(shù)字）

（3）若每次將重物的質(zhì)量減小，同時將物塊的質(zhì)量增加，即保持物塊和重物總質(zhì)量不變，測得物塊加速階段的加速度a，并繪制加速度a隨重物質(zhì)量減小量變化的圖像，若圖線的斜率為k，重物最初質(zhì)量為m，物塊最初質(zhì)量為M,重力加速度為g，則物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為= ______（用題中所給字母表示）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，光滑的水平面AB與光滑的半圓形軌道相接觸，直徑BC豎直，圓軌道半徑為R一個質(zhì)量為m的物體放在A處，AB=2R，物體在水平恒力F的作用下由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)物體運(yùn)動到B點(diǎn)時撤去水平外力之后，物體恰好從圓軌道的頂點(diǎn)C水平拋出．物塊運(yùn)動過程中空氣阻力不計(jì)試求：

（1）水平力F？

（2）物體在B點(diǎn)和C點(diǎn)對軌道的壓力差？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案