【題目】如圖所示,在矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B.在ad邊中點O的粒子源,在t=0時刻垂直于磁場發(fā)射出大量的同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與Od的夾角分布在0~180°范圍內(nèi).已知沿Od方向發(fā)射的粒子在t=t0時刻剛好從磁場邊界cd上的p點離開磁場,ab=1.5L,bc= L,粒子在磁場中做圓周運動的半徑R=L,不計粒子的重力和粒子間的相互作用,求:

(1)粒子在磁場中的運動周期T;
(2)粒子的比荷
(3)粒子在磁場中運動的最長時間.

【答案】
(1)解:初速度沿Od方向發(fā)射的粒子在磁場中運動的軌跡如圖1,其圓心為θ,

由幾何關系有: ,

所以:θ=60°,

,

解得:T=6t0

答:粒子在磁場中的運動周期T為6t0;


(2)解:粒子做圓周運動的向心力由洛侖茲力提供,根據(jù)牛頓第二定律得:

所以:

解得

答:粒子的比荷 ;


(3)解:如圖2所示,在磁場中運動時間最長的粒子的軌跡的弦Ob= ,圓軌跡的半徑為L,

所以:Ob弦對應的圓心角為120°,

粒子在磁場中運動的最長時間

答:粒子在磁場中運動的最長時間為2t0


【解析】(1、2)根據(jù)幾何關系求出粒子在磁場中運動的圓心角,結合粒子的運動時間求出運動的周期,根據(jù)周期公式求出粒子的比荷.(3)在磁場中運動時間最長的粒子的軌跡的弦為ob,結合幾何關系求出圓心角,從而得出粒子在磁場中運動的時間.

練習冊系列答案
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【題目】如圖一個盛水的容器固定在一個小車上,在容器中分別系著一個鐵球和一個乒乓球。容器中的水和鐵球、乒乓球一起向左勻速運動。則下列說法正確的是(以小車為參考系) ( )

A. 當容器隨小車突然向左加速運動時,鐵球向右,乒乓球向右

B. 當容器隨小車突然向左加速運動時,鐵球向右,乒乓球向左

C. 當容器隨小車突然向左減速運動時,鐵球向左,乒乓球向右

D. 當容器隨小車突然向左減速運動時,鐵球向左,乒乓球向左

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【題目】科技日報北京20161017日電,記者從北京航天飛行控制中心獲悉,目前,神舟十一號載人飛船工況正常,航天員狀態(tài)良好。據(jù)北京航天飛行控制中心副總工程師孫軍介紹,為牽引飛船追趕萬里之外的天宮二號,中心需要對飛船進行5次遠距離導引控制。經(jīng)過5次遠距離導引控制之后,飛船將到達天宮二號后下方52公里左右的位置,兩個航天器建立空空通信,轉(zhuǎn)入到自主控制段。最終,天宮二號將與神舟十一號載人飛船在距地面393公里的軌道高度交會對接,這與未來空間站的軌道高度基本相同。由此消息對比您對神舟十一號地球同步衛(wèi)星的認識,下列說法正確的是

A. 神舟十一號載人飛船轉(zhuǎn)入到自主控制前應與天宮二號在同一軌道上

B. 神舟十一號載人飛船在393公里圓軌道上運行時的周期一定小于地球同步衛(wèi)星的周期

C. 神舟十一號載人飛船在393公里圓軌道上運行時的機械能一定小于地球同步衛(wèi)星的機械能

D. 神舟十一號載人飛船在393公里圓軌道上運行時拉力器、天平、溫度計都可以正常使用

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【題目】下列說法中正確的是

A. 發(fā)生β衰變時,原子核發(fā)出電子,說明電子是原子核的組成部分

B. α粒子的散射實驗表明原子具有核式結構模型,還可確定各種元素原子核的電荷數(shù)

C. 鈾核裂變的核反應方程可能是

D. 組成原子核的核子越多,它的結合能越大,比結合能越大,原子核越穩(wěn)定

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【題目】某同學用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來尋找碰撞中的不變量,圖中PQ是斜槽,QR為水平槽,實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡,重復上述操作10次,得到10個落點痕跡,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置C由靜止開始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡,重復這種操作10次,圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點,P,為未放被碰小球BA球的平均落點,M為與B球碰后A球的平均落點,N為被碰球B的平均落點.若B球落點痕跡如圖乙所示,其中米尺水平放置,且平行于OP,,米尺的零點與O點對齊。

(1)在以下選項中,哪些是本次實驗必須進行的測量?答:_____(填選項號).

A.水平槽上未放B球時,測量A球落點位置到O點的距離

B.A球與B球碰撞后,測量A球落點位置到O點的距離

C.測量A球或B球的直徑

D.測量A球和B球的質(zhì)量

E.測量G點相對于水平槽面的高度

(2)碰撞后B球的水平射程應為_____cm

(3)下列有利于減小實驗誤差的是____。

A.選擇大小一樣且入射小球A的質(zhì)量必須大于被碰小球B的質(zhì)量;

B.斜槽PQ和水平槽QR必須光滑且水平槽QR末端應水平;

C.入射小球A每次都必須從同一位置以相同的初速度釋放;

(4)若A球和B球的質(zhì)量分別為MA、MB ,寫出探究碰撞中的不變量的表達式__________________。(用MA、MB、OM、ON、OP,表示)

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【題目】如圖所示,面積為0.2m2的100匝線圈處在勻強磁場中,磁場方向垂直于線圈平面,已知磁感應強度隨時間變化的規(guī)律為B=(2+0.2t)T,定值電阻R1=6Ω,線圈電阻R2=4Ω,求:

(1)回路中的感應電動勢大;
(2)回路中電流的大小和方向;
(3)a、b兩點間的電勢差.

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【題目】如圖所示,兩個人利用機械裝置提升相同的重物。已知重物勻速上升,相同的時間內(nèi)兩重物提升的高度相同。不考慮滑輪的質(zhì)量及摩擦,在重物上升的過程中人拉力的作用點保持不變,(θ一直小于30)( )

A. 站在地面的人比站在二樓的人省力

B. 站在地面的人對繩的拉力越來越大

C. 站在二樓的人對繩的拉力越來越大

D. 同一時刻,二樓的人對繩拉力的功率小于地面的人對繩拉力的功率

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【題目】A、B兩車在同一直線上向右勻速運動,B車在A車前,A車的速度大小為V1=8m/s, B車的速度大小為V2=20m/s,如圖所示。當A、B兩車相距x0=28m時,B車因前方突發(fā)情況緊急剎車(已知剎車過程的運動可視為勻減速直線運動),加速度大小為a=2m/s2,從此時開始計時,求:(1)A車追上B車之前,兩者相距的最大距離。(2)A車追上B車所用的時間。(3)從安全行駛的角度考慮,為避免兩車相撞,在題設條件下,A車在B車剎車的同時也應剎車的最小加速度

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【題目】如圖所示,平行邊界間有垂直紙面向里的勻強磁場,磁場的磁感應強度大小為,兩邊界的間距為, 上有一粒子源,可在紙面內(nèi)沿各個方向向磁場中射入質(zhì)量均為、電荷量均為的粒子,粒子射入磁場的速度大小 ,不計粒子的重力,則粒子能從邊界射出的區(qū)域長度與能從邊界射出的區(qū)域長度之比為(

A. 1 1

B. 2 3

C. 2

D. 3

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