【題目】如圖所示,第一象限存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,x軸的下方的空間存在垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)II。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從第二象限內(nèi)坐標(biāo)為P點(diǎn)以某一速度沿PQ方向射出,粒子從y軸上的Q(坐標(biāo)未知)點(diǎn)進(jìn)入第一象限,恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入第三象限,粒子經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O點(diǎn)時(shí)與x軸負(fù)方向的夾角為30°,在以后的運(yùn)動(dòng)中粒子經(jīng)過(guò)第一象限坐標(biāo)位M點(diǎn)(未標(biāo)出),不計(jì)粒子重力,求:

(1)求粒子的速度大;

(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)II磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值及最小值。

【答案】(1) (2);

【解析】(1)根據(jù)題意可知粒子在第二象限做勻速運(yùn)動(dòng),第一次進(jìn)入第一象限時(shí)速度與y軸負(fù)方向夾角為,如圖所示

幾何關(guān)系得OQ的距離為

設(shè)粒子在磁場(chǎng)I中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為,由幾何關(guān)系可知從Q到O粒子轉(zhuǎn)過(guò)的角度為

,解得

粒子在第一象限做圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)粒子速度為,有,解得

(2)粒子從O點(diǎn)進(jìn)入II磁場(chǎng)后,其在I、II磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,在II磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為,進(jìn)入I磁場(chǎng)圓心角再轉(zhuǎn)過(guò)后又會(huì)再次進(jìn)入II磁場(chǎng),以后循環(huán)下去。粒子要通過(guò)與Q點(diǎn)等高的M點(diǎn),粒子在磁場(chǎng)II做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

必須滿(mǎn)足關(guān)系:,

解得:

設(shè)磁場(chǎng)II中磁感應(yīng)強(qiáng)度為,圓周運(yùn)動(dòng)半徑為,有,則

可知取最小值時(shí),最大,取最大值時(shí),最小,

①若粒子由下向上通過(guò)M點(diǎn),則有:,

分析可知n=1時(shí)取最大值,,

當(dāng)n=3時(shí),取最小值,;

②做粒子由向上向下通過(guò)M點(diǎn),則有

分析可知n=2時(shí)取最大值,,

當(dāng)n=4時(shí),取最小值,;

對(duì)比以上兩種情況可知:當(dāng)時(shí)最小,

當(dāng)時(shí)最大,

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】一正弦式電流的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖.由圖可知( )

A.該交變電流的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u=100sin 25t(V)
B.該交變電流的頻率為4 Hz
C.該交變電流的電壓的有效值為100 V
D.若將該交流電壓加在阻值為R=100Ω的電阻兩端,則電阻消耗的功率是50 W

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在傾角為α的光滑斜面上,放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒.在導(dǎo)體棒中通以電流I時(shí),欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,下列外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向正確的是( )

A.B=mg ,方向沿斜面向上
B.B= ,方向垂直斜面向下
C.B=mg ,方向豎直向下
D.B=mg ,方向豎直向上

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量相等的A、B兩物體在同一水平線(xiàn)上,當(dāng)以大小為v0的水平速度拋出A物體的同時(shí),B物體開(kāi)始以大小為v0的初速度豎直向下運(yùn)動(dòng),空氣阻力忽略不計(jì).曲線(xiàn)ACA物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,直線(xiàn)BDB物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,兩軌跡相交于O點(diǎn).則下列說(shuō)法中正確的是( )

A. A、B兩個(gè)物體不可能在O點(diǎn)相遇

B. A、B兩個(gè)物體過(guò)O點(diǎn)時(shí)速度相同

C. A、B兩個(gè)物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過(guò)程中速度的變化量不同

D. A、B兩個(gè)物體過(guò)O點(diǎn)時(shí)重力的功率相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),OBOC為細(xì)繩.圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖.

1)圖乙中的FF兩力中,方向一定沿AO方向的是_____

2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是_____

A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法

C.控制變量法 D.建立物理模型法

3)某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)有下面的一些想法,其中不正確的是_____

A.拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)一些,且必須等長(zhǎng)

B.拉橡皮條時(shí),彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)與木板平行

C.橡皮條彈性要好,拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時(shí),拉力要適當(dāng)大些

D.拉力F1F2的夾角越大越好

4為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性,在多次實(shí)驗(yàn)時(shí),結(jié)點(diǎn)O的位置_____(填可以不可以)變動(dòng).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器的兩極板為A、B,B極板接地,A極板帶有電荷量+Q,板間電場(chǎng)有一固定點(diǎn)P,若將B極板固定,A極板下移一些,或者將A極板固定,B極板上移一些,在這兩種情況下,以下說(shuō)法正確的是( )

A. A極板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,P點(diǎn)電勢(shì)不變

B. A極板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)升高

C. B極板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)降低

D. B極板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小,P點(diǎn)電勢(shì)升高

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】靜電場(chǎng)在x軸上的場(chǎng)強(qiáng)Ex的變化關(guān)系如圖7所示,x軸正方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向,帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng),則點(diǎn)電荷(  )

A. x2x4處電勢(shì)能相等

B. x1運(yùn)動(dòng)到x3的過(guò)程中電勢(shì)能增大

C. x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電場(chǎng)力先增大后減小

D. x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電場(chǎng)力先減小后增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,用一根細(xì)繩和一根輕直桿組成三角支架,繩的一端繞在手指上,桿的一端頂在掌心,當(dāng)A處掛上重物時(shí),繩與桿對(duì)手指和手掌均有作用,對(duì)這兩個(gè)作用力的方向判斷完全正確的是的( )

A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】高樓裝點(diǎn)了城市,節(jié)約了城市土地,但高空墜物的危害也不容忽視。若在某高樓的豎直墻面上懸掛了長(zhǎng)Ll.8m的一豎直桿,豎直桿的下端到地面的距離H20m,現(xiàn)從懸點(diǎn)處斷開(kāi),使桿由靜止下落,不計(jì)空氣阻力,取。求:

1)桿的下端接觸地面時(shí)的速度大小v;

2)整個(gè)桿通過(guò)位于桿下端的正下方h3.2m處的A點(diǎn)所用的時(shí)間t。

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