(14分)如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)充滿著兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)a和b，OP為分界線，傾角為37°，在區(qū)域a中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B，方向垂直于紙面向里；在區(qū)域b中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外，P點(diǎn)坐標(biāo)為(4L,3L)．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入?yún)^(qū)域b，經(jīng)過一段時(shí)間后，粒子恰能經(jīng)過原點(diǎn)O，不計(jì)粒子重力．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：

(1)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的時(shí)間最少是多少？

(2)粒子運(yùn)動(dòng)的速度可能是多少？

 

【答案】

(1) 　(2)  (n＝1,2,3…)[

【解析】

試題分析：(1)設(shè)粒子的入射速度為v，用Ra、Rb、Ta、Tb分別表示粒子在磁場(chǎng)a區(qū)和b區(qū)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期

則有：  Ra＝   　Rb＝      Ta＝＝　   Tb＝

粒子先從b區(qū)運(yùn)動(dòng)，再進(jìn)入a區(qū)運(yùn)動(dòng)，然后從O點(diǎn)射出時(shí)，粒子從P運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)所用時(shí)間最短．如圖所示

tanα＝     得：α＝37°

粒子在b區(qū)和a區(qū)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為：tb＝Tb        ta＝Ta

故從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)所用最短時(shí)間為：

（2）由題意及圖可知：

解得：

考點(diǎn)：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（本題14分）如圖所示，AB為水平軌道，A、B間距離s=1m，BCD是半徑為R=0.2m的豎直半圓形軌道，B為兩軌道的連接點(diǎn)，D為軌道的最高點(diǎn)，整個(gè)軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小為E=。一帶正電的小物塊質(zhì)量為m=0.5kg，它與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.1。小物塊在F=10N的水平恒力作用下從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去力F，小物塊剛好能到達(dá)D點(diǎn)，試求：(g=10m/s2)

（1）撤去F時(shí)小物塊的速度大��；

（2）在半圓形軌道上小物塊克服摩擦力做的功。

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：2014屆貴州貴陽北京師范大學(xué)貴陽附屬中學(xué)高三上第一次月考物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

(14分）如圖所示，質(zhì)量M=0.2kg的長(zhǎng)板靜止在水平地面上，與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.1，另一質(zhì)量m=0.1kg的帶正電小滑塊以v0=8m/s初速滑上長(zhǎng)木板，滑塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.5，小滑塊帶電量為q＝2×10－3C，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程始終處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1×102N/C，（m/s2）求：

（1）剛開始時(shí)小滑塊和長(zhǎng)板的加速度大小各為多少.

（2）小滑塊最后停在距木板左端多遠(yuǎn)的位置.

（3）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量.

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年上海市奉賢區(qū)高三11月調(diào)研測(cè)試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

(14分）如圖所示，高為0.3m的水平通道內(nèi)，有一個(gè)與之等高的質(zhì)量為M＝1.2kg表面光滑的立方體，長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.2m的輕桿下端用鉸鏈連接于O點(diǎn)，O點(diǎn)固定在水平地面上豎直擋板的底部（擋板的寬度可忽略），輕桿的上端連著質(zhì)量為m＝0.3kg的小球，小球靠在立方體左側(cè)。取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

（1）為了使輕桿與水平地面夾角＝37°時(shí)立方體平衡且不動(dòng)，作用在立方體上的水平推力F1應(yīng)為多大？

（2）若立方體在F2＝4.5N的水平推力作用下從上述位置由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，則剛要與擋板相碰時(shí)其速度多大？

（3）立方體碰到擋板后即停止運(yùn)動(dòng)，而輕桿帶著小球向左倒下碰地后反彈恰好能回到豎直位置，若小球與地面接觸的時(shí)間為t＝0.05s，則小球?qū)Φ孛娴钠骄鶝_擊力為多大？

（4）當(dāng)桿回到豎直位置時(shí)撤去F2，桿將靠在立方體左側(cè)漸漸向右倒下，最終立方體在通道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度多大？

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年江蘇省高三第一次質(zhì)量檢測(cè)物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（本小題14分）如圖所示為車站使用的水平傳送帶的模型，它的水平傳送帶的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=8 m，傳送帶的皮帶輪的半徑均為R=0．2 m，傳送帶的上部距地面的高度為h=0．45 m，現(xiàn)有一個(gè)旅行包（視為質(zhì)點(diǎn)）以v0=10 m/s的初速度水平地滑上水平傳送帶。已知旅行包與皮帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 µ=0．6． （g取10 m/s2．）試討論下列問題：

（1）若傳送帶靜止，旅行包滑到B端時(shí)，人若沒有及時(shí)取下，旅行包將從B端滑落。則包的落地點(diǎn)距B端的水平距離為多少?

（2）設(shè)皮帶輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并設(shè)水平傳送帶長(zhǎng)度仍為8 m，旅行包滑上傳送帶的初速度恒為10 m/s。當(dāng)皮帶輪的角速度ω值在什么范圍內(nèi)，旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離始終為（1）中所求的水平距離?若皮帶輪的角速度ω1=40 rad/s，旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離又是多少?

（3）設(shè)皮帶輪以不同的角速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在圖所示的坐標(biāo)系中畫出旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離s隨皮帶輪的角速度ω變化的圖象．

 

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科目：高中物理 來源：2013屆廣東省廣州市高二上學(xué)期期中考試物理卷 題型：選擇題

（本題14分）如圖所示，AB為水平軌道，A、B間距離s=1m，BCD是半徑為R=0.2m的豎直半圓形軌道，B為兩軌道的連接點(diǎn)，D為軌道的最高點(diǎn)，整個(gè)軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小為E=。一帶正電的小物塊質(zhì)量為m=0.5kg，它與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.1。小物塊在F=10N的水平恒力作用下從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去力F，小物塊剛好能到達(dá)D點(diǎn)，試求：(g=10m/s2)

（1）撤去F時(shí)小物塊的速度大小；

（2）在半圓形軌道上小物塊克服摩擦力做的功。

 

 

 

 

 

 

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