【題目】如圖所示，在MN和PQ間有豎直向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，電場寬度為d。在MN的上方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向外的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)，O為圓心，其半徑為d，CD為平行于MN的直徑，圓心O到MN的距離為2d.一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子（重力不計(jì)），以某一速度從PQ連線上A點(diǎn)水平向右射入電場，帶電粒子穿出電場后從C點(diǎn)進(jìn)入磁場并從D點(diǎn)穿出.求：

（1）帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的時間t；

（2）圓形磁場區(qū)內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.

【答案】（1）；（2）

【解析】

帶正電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，即水平向右做勻速直線運(yùn)動，豎直向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)相關(guān)運(yùn)動規(guī)律可求得在電場中的運(yùn)動時間和離開電場時豎直向上的速度；粒子離開電場后到進(jìn)入磁場前做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)運(yùn)動的合成與分解，進(jìn)而可以求出帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的時間；為求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，可以利用帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑公式，結(jié)合三角函數(shù)及圖像進(jìn)行求解

（1）如圖所示：

設(shè)粒子從A點(diǎn)到F點(diǎn)的時間為，從F點(diǎn)到C點(diǎn)的時間為，

根據(jù)題意可知，粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到F點(diǎn)的過程中做類平拋運(yùn)動，豎直向上的位移為d，有：

①

②

不考慮粒子的重力，由牛頓第二定律：

③

粒子從F點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中做勻速直線運(yùn)動，豎直向上的位移為2d，有：

④

又A點(diǎn)到C點(diǎn)的時間：

⑤

聯(lián)立①②③④⑤解得：

（2）設(shè)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的速度為v，半徑為r，則有：

⑥

根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系，由圖可得：

⑦

即：

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】在如圖所示的電路中，A1和A2是兩個完全相同的燈泡，線圈L的自感系數(shù)足夠大，電阻可以忽略不計(jì)．下列說法中正確的是 ( )

A. 合上開關(guān)S時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮

B. 斷開開關(guān)S時，A1和A2都立即熄滅

C. 斷開開關(guān)S時，A2閃亮一下再熄滅

D. 斷開開關(guān)S時，流過A2的電流方向向右

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)，y軸的左側(cè)有一個速度選擇器，其中電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0．粒子源不斷地釋放出沿x軸正方向運(yùn)動，質(zhì)量均為m、電量均為+q、速度大小不同的粒子．在y軸的右側(cè)有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B，方向垂直于xOy平面，且隨時間做周期性變化（不計(jì)其產(chǎn)生的電場對粒子的影響），規(guī)定垂直xOy平面向里的磁場方向?yàn)檎鐖D乙所示．在離y軸足夠遠(yuǎn)的地方有一個與y軸平行的熒光屏．假設(shè)帶電粒子在y軸右側(cè)運(yùn)動的時間達(dá)到磁場的一個變化周期之后，失去電荷變?yōu)橹行粤Ｗ樱Ｗ拥闹亓雎圆挥?jì)）

（1）從O點(diǎn)射入右側(cè)磁場的粒子速度多大；

（2）如果磁場的變化周期恒定為T=，要使不同時刻從原點(diǎn)O進(jìn)入變化磁場的粒子做曲線運(yùn)動的時間等于磁場的一個變化周期，則熒光屏離開y軸的距離至少多大；

（3）熒光屏離開y軸的距離滿足（2）的前提下，如果磁場的變化周期T可以改變，試求從t=0時刻經(jīng)過原點(diǎn)O的粒子打在熒光屏上的位置離x軸的距離與磁場變化周期T的關(guān)系．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有材料相同的P、Q兩物塊通過輕繩相連，并在恒力F作用下沿放置在水平面上的斜面向上勻速運(yùn)動，輕繩與拉力F的方向均平行于斜面，P、Q兩物塊的質(zhì)量之比為1:2，整個過程中斜面始終保持靜止。關(guān)于Q受到繩的拉力和水平面對斜面的摩擦力，下列說法正確的是

A.

B.

C.的方向水平向左

D.的方向水平向右

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)根據(jù)彈簧彈性勢能的表達(dá)式（k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量）設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置用來“探究做功與速度變化的關(guān)系”.將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點(diǎn)，在O點(diǎn)右側(cè)的B、C位置各安裝一個光電門，計(jì)時器（圖中未畫出）與兩個光電門相連，用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，由靜止釋放。

（1）實(shí)驗(yàn)中，若A、O之間的距離x變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍，則彈簧對滑塊做的功為原來的_________倍；

（2）實(shí)驗(yàn)中，除了用米尺測量A、O之間的距離x，計(jì)時器顯示遮光片從B到C所用的時間t外，_______（填“不需要”或“還需要”）測出B、C兩點(diǎn)間距離s；

（3）實(shí)驗(yàn)中，若x與______（填“”或“”）成正比，則說明彈簧對滑塊做的功與其速度的平方的變化成正比.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)地球半徑為R,地面重力加速度為g,下列說法錯誤的是

A.人造衛(wèi)星的最小周期為2

B.衛(wèi)星在距地面高度2R處的重力加速度為

C.衛(wèi)星在距地面高度R處的繞行速度為

D.人造衛(wèi)星的最大繞行速度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲，電阻為R=2的金屬線圈與一平行粗糙軌道相連并固定在水平面內(nèi)，軌道間 距為d =0.5m，虛線右側(cè)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=0．1T，磁場內(nèi)外分別靜置垂直于導(dǎo)軌的金屬棒P和Q，其質(zhì)量m1=m2= 0．02kg，電阻R1=R2= 2．t=0時起對左側(cè)圓形線圈區(qū)域施加一個垂直于紙面的交變磁場B2，使得線圈中產(chǎn)生如圖乙所示的正弦交變電流（從M端流出時為電流正方向），整個過程兩根金屬棒都沒有滑動，不考慮P和Q電流的磁場以及導(dǎo)軌電阻．取重力加速度g= l0m/s2，

（1）若第1s內(nèi)線圈區(qū)域的磁場B2正在減弱，則其方向應(yīng)是垂直紙面向里還是向外？

（2）假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，金屬棒與導(dǎo)軌間的滑動摩擦因數(shù)至少應(yīng)是多少？

（3）求前4s內(nèi)回路產(chǎn)生的總焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，有一自耦變壓器，左側(cè)并聯(lián)一只理想電壓表V1后接在穩(wěn)定的交流電源上；右側(cè)串聯(lián)燈泡L和滑動變阻器R，R上并聯(lián)一只理想電壓表V2。下列說法中正確的是（ ）

A. 若F不動，滑片P向下滑動時，V1示數(shù)變大，V2示數(shù)變小

B. 若F不動，滑片P向下滑動時，燈泡消耗的功率變小

C. 若P不動，滑片F向下移動時，V1、V2的示數(shù)均變小

D. 若P不動，滑片F向下移動時，燈泡消耗的功率變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖,一半徑為、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑 水平。一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)自點(diǎn)上方高度處由靜止開始下落,恰好從點(diǎn)進(jìn)入軌道。質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)時,對軌道的壓力為4,為重力加速度。用表示質(zhì)點(diǎn)從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做的功。則 ( )

A. ，質(zhì)點(diǎn)恰好可以到達(dá)點(diǎn)

B. ，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)點(diǎn)后,繼續(xù)上升一段距離

C. ，質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)點(diǎn)

D. ，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)點(diǎn)后,繼續(xù)上升一段距離

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