【題目】如圖所示,圓心為O的兩個同心圓a、b的半徑分別為R2Rab之間的環(huán)狀區(qū)域存在著垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,圓a內(nèi)存在著垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子從圓b邊緣上的M點以某一初速度v0射入磁場,當v0的方向與MN的夾角為30°時,粒子能夠到達N點,已知粒子在環(huán)狀磁場中的運動半徑為R,帶電粒子的重力忽略不計。

1)求粒子初速度v0的大;

2)求粒子從MN的運動時間;

3)若調(diào)整粒子的初速度大小和方向,使粒子不進入圓a仍然能夠到達N點,且運動時間最短,求粒子初速度的大小。

【答案】1;(2;(3

【解析】

1)由牛頓第二定律得

解得

2)由牛頓第二定律得

由運動學(xué)公式得,粒子在環(huán)狀磁場中的運動周期

粒子在圓a中的運動周期

粒子在環(huán)狀磁場中的運動時間

粒子在圓a中的運動時間

據(jù)幾何知識可得

粒子從M運動到N點的時間

3)由題意可知,當粒子的運動軌跡與圓a相切時,其運動時間最短,由幾何知識得

由牛頓第二定律得

解得

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(4分)如圖所示為奧斯特實驗所用裝置,開關(guān)閉合前將小磁針置于水平桌面上,其上方附近的導(dǎo)線應(yīng)與桌面平行且沿 (選填“東西”、“南北”)方向放置,這是由于考慮到 的影響;開關(guān)閉合后,小磁針偏轉(zhuǎn)了一定角度,說明 ;如果將小磁針置于導(dǎo)線正上方附近,開關(guān)閉合后小磁針 發(fā)生偏轉(zhuǎn)(選填“會”、“不會”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲,小球與輕質(zhì)細桿連接后繞固定點O在豎直平面內(nèi)做圓周運動,小球經(jīng)過最低點時的速度大小為v,此時輕桿的拉力大小為F,拉力F與速度的平方的關(guān)系如圖所示,圖象中的數(shù)據(jù)a、b及重力加速度g均為已知量,以下說法正確的是(

A.數(shù)據(jù)a與小球的質(zhì)量無關(guān)

B.數(shù)據(jù)b與小球的質(zhì)量無關(guān)

C.只與小球的質(zhì)量有關(guān),與圓周軌道半徑無關(guān)

D.利用數(shù)據(jù)a、bg能夠求出小球的質(zhì)量和圓周軌道半徑

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】三個相同的金屬小球1、23分別置于絕緣支架上,各球之間的距離遠大于小球的直徑.球1的帶電荷量為q,球2的帶電荷量為nq,球3不帶電且離球1和球2很遠,此時球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸,再與球1接觸,然后將球3移至遠處,此時球1、2之間作用力的大小仍為F,方向不變.由此可知

A.n3B.n4C.n5D.n6

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列簡諧橫波沿x軸傳播,波長為1.2m,周期為T,振幅為A。t=0時刻,該波波形如圖中實線所示,此時x=0處的質(zhì)元沿y軸負向振動,則___________

A.此列波沿x軸正向傳播

B.經(jīng)過T,x=0.2m處的質(zhì)元傳播到x=0.8m

C.t=T時刻波形如圖中虛線所示

D.x=0處的質(zhì)元向y軸正方向運動時,x=0.6m處質(zhì)元向y軸負方向運動

E.x=0處質(zhì)元的位移為-A時,x=0.4m處質(zhì)元的位移為A

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在水平地面上固定著一個傾角為30°的光滑斜面,斜面頂端有一不計質(zhì)量和摩擦的定滑輪,一細繩跨過定滑輪,一端系在物體A上,另一端與物體B連接,物體AB均處于靜止狀態(tài)細繩與斜面平行。若將A、B兩物體對調(diào),將A置于距地面h高處由靜止釋放,設(shè)A與地面碰撞后立即停止運動,B在斜面運動過程中不與滑輪發(fā)生碰撞,重力加速度為g。試求:

(1)AB的質(zhì)量之比;

(2)物體B沿斜面上滑的總時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有滑輪B,輕繩的一端固定于墻壁上C點,另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為5kg的重物,∠CBA=30°,如圖所示,則滑輪受到繩子的作用力大小為(g=10m/s2

A.50NB.50NC.100ND.100N

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,平行導(dǎo)軌寬為L、傾角為θ,處在垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場中,磁感強度為B,CD為磁場的邊界,導(dǎo)軌左端接一電流傳感器,CD右邊平滑連一足夠長的導(dǎo)軌。質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒ab長也為L,兩端與導(dǎo)軌接觸良好,自導(dǎo)軌上某處由靜止滑下。其余電阻不計,不計一切摩擦和空氣阻力,重力加速度為g。

(1)ab上的感應(yīng)電流方向如何?

(2)ab在磁場內(nèi)下滑過程中,速度為v時加速度為多大?

(3)若全過程中電流傳感器指示的最大電流為I0。求棒ab相對于CD能上升的最大高度。

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【題目】滑板運動是一項非常刺激的水上運動,研究表明,在進行滑板運動時,水對滑板的作用力N垂直于板面,大小為kv2,其中v為滑板速率水可視為靜止。某次運動中,在水平牽引力的作用下,當滑板和水面的夾角θ=37°如圖所示,滑板做勻速直線運動,相應(yīng)的k=54 kg/m,人和滑板的總質(zhì)量為108 kg,試求:重力加速度g10 m/s2,sin 37°=0.6,忽略空氣阻力

1水平牽引力F的大小;

2滑板的速率。

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