【題目】（22分）如圖甲所示，在空間存在垂直紙面向里的場(chǎng)強(qiáng)為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界AB、CD相距為d，在左邊界的Q點(diǎn)處有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量大小為q的負(fù)電粒子，沿著與左邊界成30°的方向射入磁場(chǎng)，粒子重力不計(jì)，求：

（1）帶電粒子能從AB邊界飛出的最大速度；

（2）若帶電粒子能垂直于CD邊界飛出磁場(chǎng)，穿過(guò)小孔進(jìn)入如圖乙所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中減速至零且不碰到負(fù)極板，則極板間電壓以及整個(gè)過(guò)程中粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少？

（3）若帶電粒子的速度為（2）中速度的倍，并可以從Q點(diǎn)沿紙面各個(gè)方向射入磁場(chǎng)，則粒子能打到CD邊界的長(zhǎng)度為多少？

【答案】（1） （2）； （3）

【解析】

試題分析：（1）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)半徑為R1，運(yùn)動(dòng)速度為v0。粒子能從左邊界射出，臨界情況如圖甲，有R1+R1cos30°=d，qv0B=m v02/R1。

聯(lián)立解得：v0= =

所以，粒子能從左邊界射出的速度應(yīng)滿足

（2）粒子能從右邊界垂直射出，軌跡如圖乙，R2=d/cos30°，q v2B=m v22/R2，

解得。

即粒子不碰負(fù)極所加的電壓應(yīng)滿足。

粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為60°所用時(shí)間為T/6，而，加上返回磁場(chǎng)所用的時(shí)間得：

（3）當(dāng)粒子速度為（2）中的倍時(shí)，解得R3=2d， 3分

由幾何關(guān)系可得粒子能打到CD邊界的范圍如圖丙所示，有：

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：

【題目】火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，如果鐵路彎道的內(nèi)外軌一樣高，外軌對(duì)輪緣（如圖a所示）擠壓的彈力F提供了火車轉(zhuǎn)彎的向心力（如圖b所示），但是靠這種辦法得到向心力，鐵軌和車輪極易受損。在修筑鐵路時(shí)，彎道處的外軌會(huì)略高于內(nèi)軌（如圖c所示），當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)、外軌均不會(huì)受到輪緣的擠壓，設(shè)此時(shí)的速度大小為v，以下說(shuō)法中正確的是

圖a 圖b 圖c

A. 該彎道的半徑

B. 當(dāng)火車質(zhì)量改變時(shí)，規(guī)定的行駛速度也將改變

C. 當(dāng)火車速率大于v時(shí)，外軌將受到輪緣的擠壓

D. 當(dāng)火車速率小于v時(shí)，外軌將受到輪緣的擠壓

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如圖甲所示．一個(gè)電荷量為2 C、質(zhì)量為1 kg的小物塊從C點(diǎn)由靜止釋放，其運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖乙所示，其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)．則下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 從C到A電勢(shì)逐漸升高

B. 由C到A的過(guò)程中物塊的電勢(shì)能先減小后變大

C. B點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)E＝6V/m

D. A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UBA＝5 V

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（多選）溜索是一中古老的渡河工具，現(xiàn)已演變?yōu)橛螛?lè)項(xiàng)目，如圖所示，滑輪、保險(xiǎn)、繩索與人體連接，粗鋼索兩端連接在固定樁上。人從高處平臺(tái)的A點(diǎn)出發(fā)，借助幾十米的落差，沿鋼索順勢(shì)而下，滑過(guò)最低點(diǎn)C，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零。下列說(shuō)法中正確的有

A. 人滑到C點(diǎn)時(shí)速度最大

B. 人從A滑到C的過(guò)程中，重力的功率先增大后減小

C. 鋼索對(duì)右側(cè)固定樁的拉力等于左側(cè)固定樁的拉力

D. 人滑到C點(diǎn)時(shí)的加速度方向斜向右上方

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】中國(guó)女排在2016年奧運(yùn)會(huì)上奪得冠軍。如圖為排球場(chǎng)地示意圖，排球場(chǎng)長(zhǎng)18.0m，寬9.0m。某運(yùn)動(dòng)員跳起將球垂直網(wǎng)面水平扣出，扣球點(diǎn)離地面的高度為2.45m，離球場(chǎng)中線的水平距離為1.0m，排球直接落到距端線3.0m處的界內(nèi)。排球的質(zhì)量為260g，可視為質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)。取地面為零勢(shì)能面，重力加速度。求：

（1）扣球時(shí)，排球的重力勢(shì)能；

（2）扣球時(shí)，排球水平飛出的速度大小 ；

（3）排球落地前瞬間重力的功率P。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2013年12月2日1時(shí)30分，嫦娥三號(hào)探測(cè)器由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，首次實(shí)現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察,嫦娥三號(hào)的飛行軌道示意圖如圖所示。假設(shè)嫦娥三號(hào)在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到月球的萬(wàn)有引力,則以下說(shuō)法正確的是

A. 若已知嫦娥三號(hào)環(huán)月段圓軌道的半徑、運(yùn)動(dòng)周期和引力常量，則可以計(jì)算出月球的密度

B. 嫦娥三號(hào)由環(huán)月段圓軌道變軌進(jìn)入環(huán)月段橢圓軌道時(shí)，應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火使其減速

C. 嫦娥三號(hào)在從遠(yuǎn)月點(diǎn)P向近月點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,加速度變大

D. 嫦娥三號(hào)在環(huán)月段橢圓軌道上P點(diǎn)的速度大于Q點(diǎn)的速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖長(zhǎng)L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，被兩輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，靜置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；當(dāng)ab中通過(guò)如圖的恒定電流I時(shí)，ab棒擺離原豎直面，在細(xì)繩與豎直方向成角的位置再次處于靜止?fàn)顟B(tài)；已知ab棒始終與磁場(chǎng)方向垂直，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可能是（ ）

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在真空中，和為固定在軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷，且，，、、為兩側(cè)的三個(gè)點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是

A. 點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)也為零

B. 、兩點(diǎn)處，一定有電勢(shì)，

C. 若將一試探電荷從點(diǎn)沿軸移至點(diǎn)，則其電勢(shì)能增加

D. 若將一試探電荷從點(diǎn)靜止釋放，則其經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置，間距為L，與水平面成θ角，導(dǎo)軌與定值電阻R1和R2相連，且R1=R2=R，R1支路串聯(lián)開(kāi)關(guān)S，原來(lái)S閉合。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，有一質(zhì)量為m、有效電阻也為R的導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直放置，它與導(dǎo)軌始終接觸良好，受到的摩擦力為.現(xiàn)將導(dǎo)體棒ab從靜止釋放，沿導(dǎo)軌下滑，當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)速率為v，已知重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，求：

(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

(2)如果導(dǎo)體棒ab從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑x距離后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這一過(guò)程回路中產(chǎn)生的電熱是多少？

(3)導(dǎo)體棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，將做怎樣的運(yùn)動(dòng)？若從這時(shí)開(kāi)始導(dǎo)體棒ab下滑一段距離后，通過(guò)導(dǎo)體棒ab橫截面的電荷量為q，求這段距離是多少？

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