(2005?福建模擬)AB、CD、EF為三條平行的邊界線,AB、CD相距l(xiāng)1、CD、EF相距l(xiāng)2.如圖所示,AB、CD之間有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B1.CD、EF之間也有垂直紙面向里的勻強磁場.現(xiàn)從A點沿AB方向垂直磁場射入一帶負電的粒子,該粒子質(zhì)量為m,帶電量為-q,重力不計.求:
(1)若粒子運動到CD邊時速度方向恰好與CD邊垂直,則它從A點射入時速度υ0為多少?
(2)若已知粒子從A點射人時速度為u(u>υ0),則粒子運動到CD邊界時,速度方向與CD邊的夾角θ為多少?(用反三角函數(shù)表示)若粒子運動到肼邊界時恰好不穿出磁場,則CD、EF之間磁場的磁感應強度B2為多少水?
分析:(1)根據(jù)洛倫茲力提供向心力公式即可求解;
(2)作出粒子在磁場中運動的軌跡圖,由幾何關(guān)系和洛倫茲力提供向心力知識可求解.
解答:解:(1)粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力
所以有:qvB1=
m
v
2
0
r1
,①
  r1=l1       ②
聯(lián)立兩式可得:v0=
B1ql1
m

(2)粒子以速度u(u>υ0)在磁場中運動時,其軌跡如圖所示:

quB1=
mu2
r
1
   ③
r
1
=l1+
r
1
cosθ   ④
由③④得cosθ=
mu-B1ql1
mu
,θ=arccos(
mu-B1ql1
mu

此時速度與CD邊的夾角等于這段軌跡所對的圓心角,粒子運動到EF邊界時軌跡正好與EF相切,
quB2=
mu2
r
2
    ⑤
l2=
r
2
+
r
2
cosθ   ⑥
由⑤⑥解得B2=
2mu-B1ql1
ql2

答:(1)從A點射入時速度為
B1ql1
m
;
(2)CD、EF之間磁場的磁感應強度為
2mu-B1ql1
ql2
點評:本題是帶電粒子在磁場中運動的問題,在磁場中做勻速圓周運動,要求同學們能畫出粒子運動的軌跡,結(jié)合幾何關(guān)系求解,知道半徑公式及周期公式,難度適中.
練習冊系列答案
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(2005?福建模擬)物體A的質(zhì)量為lkg,置于水平地面上,物體與地面的動摩擦因數(shù)為μ=0.2.從t=0開始物體以一定初速度υ0向右滑行的同時,受到一個水平向左的恒力F=1N的作用,則能反映物體受到的摩擦力Ff隨時間變化的圖象.(取向右為正方g=10m/s2)( 。

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(2005?福建模擬)一路燈距地面的高度為h,身高為l的人以速度v勻速行走,如圖所示.
(1)試證明人的頭頂?shù)挠白幼鲃蛩龠\動
(2)求人影的長度隨時間的變化率.

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(2005?福建模擬)某同學設計了一個測定激光的波長的實驗裝置如圖甲所示,激光器發(fā)出的一束直徑很小的紅色激光進入一個一端裝有雙縫、另一端裝有感光片的遮光筒,感光片的位置上出現(xiàn)一排等距的亮點,圖乙中的黑點代表亮點的中心位置. 

(1)這個現(xiàn)象說明激光具有
波動
波動
性.
(2)通過測量相鄰光點的距離可算出激光的波長,據(jù)資料介紹,如果雙縫的縫間距離為a,雙縫到感光片的距離為L,感光片上相鄰兩光點間的距離為b,則激光的波長λ=
abL
.該同學測得L=1.0000m、縫間距a=0.220mm,用帶十分度游標的卡尺測感光片上的點的距離時,尺與點的中心位置如圖乙所示.
圖乙圖中第1到第4個光點的距離是
8.5
8.5
 mm.實驗中激光的波長λ=
6.2×10-7
6.2×10-7
 m.(保留兩位有效數(shù)字)
(3)如果實驗時將紅激光換成藍激光,屏上相鄰兩光點間的距離將
變小
變小

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(2005?福建模擬)如圖所示,坐標系xOy在豎直平面內(nèi),空間有沿水平方向、垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度為B.在x>0的空間內(nèi)有沿x軸正方向的勻強電場,場強為E.一個帶正電荷的小球經(jīng)過圖中x軸上的M點,沿著與水平方向成θ=30°角的斜向下的直線做勻速運動,經(jīng)過y軸上的N點進入x<0的區(qū)域內(nèi).要使小球進入x<0區(qū)域后能在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動,需在x<0區(qū)域內(nèi)另加一勻強電場.若帶電小球做圓周運動通過y軸上的P點(P點未標出),重力加速度設為g,求:
(1)小球運動的速度大。
(2)在x<0的區(qū)域內(nèi)所加電場的場強大小和方向;
(3)小球從N點運動到P點所用的時間.

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(2005?福建模擬)科學實驗是人們認識自然的重要手段.電學實驗中經(jīng)常需要測量某負載的電阻.
(1)測電阻的方法有多種,現(xiàn)在有一只標有“220V,100W”燈泡,它正常工作時的電阻為
484
484
Ω.若用多用電表中歐姆擋來測量這只燈泡的電阻,則測出的電阻應
小于
小于
燈泡正常工作時電阻(填“大于”“等于”“小于”).這是因為
燈泡電阻隨溫度變化而變化,溫度越高電阻越大
燈泡電阻隨溫度變化而變化,溫度越高電阻越大

(2)請您用下列器材設計一個實驗,測定燈泡正常工作時的電阻值.
A.220V交流電源          
B.單刀雙擲開關(guān)一只
C.電阻箱一只(0~999Ω  額定電流1A)
D.交流電表一只(0~0.6A)
E.導線若干
①請在方框內(nèi)畫出電路原理圖
②寫出簡單實驗步驟.

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