【題目】如圖所示,一足夠長(zhǎng)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在ad邊中點(diǎn)O,垂直于磁場(chǎng)射入一速度方向跟ad邊夾角θ30°、大小為v0的帶正電粒子.已知粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,ad邊長(zhǎng)為L,ab邊足夠長(zhǎng),粒子重力不計(jì),求:

1)粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)的v0大小范圍;

2)如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制,求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間.

【答案】1v02

【解析】

1)若粒子速度為v0,則qv0B=, 所以有R=,

設(shè)圓心在O1處對(duì)應(yīng)圓弧與ab邊相切,相應(yīng)速度為v01,則R1R1sinθ=

R1=代入上式可得,v01=

類似地,設(shè)圓心在O2處對(duì)應(yīng)圓弧與cd邊相切,相應(yīng)速度為v02,則R2R2sinθ=,

R2=代入上式可得,v02=

所以粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)的v0應(yīng)滿足v0

2)由t=T=可知,粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)過(guò)的弧所對(duì)的圓心角α越長(zhǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也越長(zhǎng)。由圖可知,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑rR1時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng),弧所對(duì)圓心角為(2θ),

所以最長(zhǎng)時(shí)間為t=

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】如圖所示,水平導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.5m,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì);導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=l kg,電阻R0=0.9Ω,與導(dǎo)軌接觸良好;電源電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻r=0.1Ω,電阻R=4Ω;外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面成α=53°角;ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),定滑輪摩擦不計(jì),線對(duì)ab的拉力為水平方向,重力加速度g=10m/s2,ab處于靜止?fàn)顟B(tài).已知sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:

(1)通過(guò)ab的電流大小和方向.

(2)ab受到的安培力大小和方向.

(3)重物重力G的取值范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】半徑相等的兩個(gè)小球甲和乙.在光滑的水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)。若甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量.碰撞前兩球動(dòng)能相等.則碰撞后兩球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是

A. 甲球的速度為零而乙球的速度不為零

B. 乙球的速度為零而甲球的速度不為零

C. 兩球的速度均不為零

D. 兩球的速度方向均與原方向相反.兩球的動(dòng)能仍相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,從熾熱的金屬絲漂出的電子(速度可視為零),經(jīng)加速電場(chǎng)加速后從兩極板中間垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的條件下,下述四種情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是( )

A. 僅增大加速電場(chǎng)的電壓

B. 僅減小偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極板間的距離

C. 僅增大偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極板間的電壓

D. 僅減小偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極板間的電壓

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)軸上分布如圖所示,軸上兩點(diǎn)B、C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度在方向上的分量分別是、,下列說(shuō)法中正確的有

A的大小大于的大小

B的方向沿軸正方向

C.電荷在點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在方向上的分量最大

D.負(fù)電荷沿軸從移到的過(guò)程中,電場(chǎng)力先做正功,后做負(fù)功

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為雨滴從高空下落過(guò)程中空氣阻力f隨雨滴速度v變化的大致情況,其中圖線①、②分別對(duì)應(yīng)半徑不同的雨滴。

1)請(qǐng)利用圖線分析并說(shuō)明雨滴下落過(guò)程中加速度和速度隨時(shí)間變化的大致情況。

2)已知圖中直線的斜率值,其中 kg/m2· s),r為雨滴的半徑。(雨滴的密度取ρ=1.0×103kg/m3)請(qǐng)比較①②圖線所示的兩個(gè)雨滴下落的最終速度;請(qǐng)計(jì)算半徑r=5mm的雨滴下落的最終速度。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,從某高度處水平拋出一小球,經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)地面時(shí),速度與水平方向的夾角為θ,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是 ( )

A. 小球水平拋出時(shí)的初速度大小

B. 小球在t時(shí)間內(nèi)的位移方向與水平方向的夾角為

C. 若小球初速度增大,則平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變長(zhǎng)

D. 若小球初速度增大,則θ減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖1所示,在2010上海世博會(huì)上,拉脫維亞館的風(fēng)洞飛行表演,令參觀者大開眼界,最吸引眼球的就是正中心那個(gè)高為H=10m,直徑D=4m的透明“垂直風(fēng)洞”。風(fēng)洞是人工產(chǎn)生和控制的氣流,以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動(dòng)。在風(fēng)力作用的正對(duì)面積不變時(shí),風(fēng)力F=0.06v2(v為風(fēng)速)。在本次風(fēng)洞飛行上升表演中,表演者的質(zhì)量m=60kg,為提高表演的觀賞性,控制風(fēng)速v與表演者上升的高度h間的關(guān)系圖2所示。g=10 m/s2。求:

設(shè)想:表演者開始靜臥于h=0處,再打開氣流,請(qǐng)描述表演者從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);

表演者上升達(dá)最大速度時(shí)的高度h1;

表演者上升的最大高度h2;

為防止停電停風(fēng)事故,風(fēng)洞備有應(yīng)急電源,若在本次表演中表演者在最h2時(shí)突然停電,為保證表演者的人身安全,則留給風(fēng)洞自動(dòng)接通應(yīng)急電源滯后的最長(zhǎng)時(shí)間tm。(設(shè)接通應(yīng)急電源后風(fēng)洞一直以最大風(fēng)速運(yùn)行)

【答案】略(2)4m(3)8m(4) 0.52s

【解析】

試題分析:由圖2可知,(1分)

即風(fēng)力 (1分)

當(dāng)表演者在上升過(guò)程中的最大速度vm時(shí)有 (1分)

代入數(shù)據(jù)得m. (1分)

對(duì)表演者列動(dòng)能定理得 (2分)

h成線性關(guān)系,風(fēng)力做功1分)

代入數(shù)據(jù)化簡(jiǎn)m (2分)

當(dāng)應(yīng)急電源接通后以風(fēng)洞以最大風(fēng)速運(yùn)行時(shí)滯后時(shí)間最長(zhǎng),表演者減速的加速度為

m/s2 (2分)

表演從最高處到落地過(guò)程有 (2分)

代入數(shù)據(jù)化簡(jiǎn)得 s0.52s。(2分)

考點(diǎn):考查功能關(guān)系

點(diǎn)評(píng):本題難度中等,首先應(yīng)根據(jù)圖像得到v2與h的關(guān)系式,當(dāng)F與重力相等時(shí)速度最大,由F、速度和h的關(guān)系可知F隨著h的變化線性變化,由此可以把變力F轉(zhuǎn)變?yōu)楹懔Γ倮霉δ荜P(guān)系求解

型】解答
結(jié)束】
20

【題目】如圖為固定在豎直平面內(nèi)的軌道,直軌道AB與光滑圓弧軌道 BC相切,圓弧軌道的圓心角為37°,半徑為r=0.25m,C端水平, AB段的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.豎直墻壁CDH=0.2m,緊靠墻壁在地面上固定一個(gè)和CD等高,底邊長(zhǎng)L=0.3m的斜面.一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))在傾斜軌道上從距離B點(diǎn)l=0.5m處由靜止釋放,從C點(diǎn)水平拋出.重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

(1)小物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力的大;

(2)小物塊從C點(diǎn)拋出到擊中斜面的時(shí)間;

(3)改變小物體從軌道上釋放的初位置,求小物體擊中斜面時(shí)動(dòng)能的最小值.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,校園中的噴泉從水面以相同傾斜角度和速度大小噴射而出,水滴下落擊打水面形成層層漣漪甚為美觀。水滴的運(yùn)動(dòng)為一般的拋體運(yùn)動(dòng),它的受力情況與平拋運(yùn)動(dòng)相同,在水平方向不受力,在豎直方向只受重力,我們可以仿照研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法來(lái)研究一般的拋體運(yùn)動(dòng)。圖甲中所示噴泉水滴的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙中所示,上升的最大高度為h,水滴下落在水面的位置距噴水口的距離為d。已知噴出口的水流量Q(流量Q定義為單位時(shí)間內(nèi)噴出水的體積),水的密度為ρ,重力加速度為g。

(1)求上述噴泉中水從噴水口噴出時(shí)的速度大小v。

(2)如圖乙所示,若該噴泉是采用水泵將水先從距水面下深度為H處由靜止提升至水面,然后再噴射出去。已知:H=h,d=2h,水泵提升水的效率為η,求水泵抽水的平均功率P。

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同步練習(xí)冊(cè)答案