【題目】如圖所示,坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一正離子源,其在單位時間內(nèi)發(fā)出N個離子,離子的質(zhì)量為m,電荷量為q,速度大小為v,發(fā)射方向在第一象限與+x方向夾角45°!形物體的ab邊和bc邊的長度均為d且相互垂直,端點(diǎn)a、c的連線與x軸平行,在整個三角形abc區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。初始時a端坐標(biāo)為(0,d),現(xiàn)使形物體沿-y方向緩慢平移,平移的過程中a端點(diǎn)始終在y軸上,直至a、c的連線與x軸重合,在此過程中磁場區(qū)域隨物體同步平移且磁感應(yīng)強(qiáng)度保持不變。忽略離子間的相互作用。

(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B=,求在緩慢平移全過程中,bc邊被離子直接打中的區(qū)域(不考慮離子撞擊后的反彈);

(2)在緩慢平移全過程中,若所有離子均打到形物體上,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍;

(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度取(2)中的最大值,形物體位于某處時,從O點(diǎn)發(fā)出的離子進(jìn)入磁場的ac邊界做圓周運(yùn)動后恰好能垂直撞擊ab邊上的P1點(diǎn),求此時形物體a端的坐標(biāo)。若離子每次撞擊ab邊后均能反向彈回,彈回的速度大小均是該位置撞擊前速度大小的0.2倍,離子在P1點(diǎn)碰撞之后與ab邊發(fā)生多次碰撞,之后的碰撞點(diǎn)依次記為P2,P3,P4……求第n個碰撞點(diǎn)Pn所受的撞擊力大小。

【答案】(1) ;(2) ;(3)

【解析】

()由公式可知,,緩慢平移全過程中,分析可得:當(dāng)粒子從ac的中點(diǎn)進(jìn)入磁場時,粒子軌跡與bc相切,設(shè)切點(diǎn)為F,由數(shù)學(xué)知識可解得:CF=,所以bc邊被離子直接打中的區(qū)域?yàn)?/span>;

()要使粒子全部均打到形物體上,粒子做圓周運(yùn)動的軌跡半徑r大于等于與bcac同時相切的軌道半徑。有幾何關(guān)系可知,與bcac同時相切的軌道半徑為。即r≥。

(3)由幾何關(guān)系可知,當(dāng)粒子垂直打在P1點(diǎn)時,a端的坐標(biāo)為

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】如圖所示,在光滑絕緣水平面上有三個孤立的點(diǎn)電荷Q1、QQ2,Q恰好靜止不動,Q1、Q2圍繞Q做勻速圓周運(yùn)動,在運(yùn)動過程中三個點(diǎn)電荷始終共線.已知Q1、Q2分別與Q相距r1、r2,不計點(diǎn)電荷間的萬有引力,下列說法正確的是(  )

A. Q1、Q2一定帶同種電荷

B. Q1、Q2可能帶異種電荷

C. Q1、Q2的電荷量之比為

D. Q1、Q2的質(zhì)量之比為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖(a)為一列簡諧橫波在t=0.025 s時刻的波形圖,P是平衡位置在x=1 m處的質(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置在x=4 m處的質(zhì)點(diǎn);圖(b)為質(zhì)點(diǎn)P的振動圖象。下列說法中正確的是

A. t=0.1 s時,質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動

B. t=0.25 s時,質(zhì)點(diǎn)Q的加速度方向沿y軸負(fù)方向

C. 0.1~0.25 s時間內(nèi),該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 m

D. 0.1~0.25 s時間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30 cm

E. 質(zhì)點(diǎn)Q簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y=0.1sin(10πt)(m)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2017 4 16 日,國產(chǎn)大飛機(jī) C919 在上海浦東機(jī)場進(jìn)行了首次高速滑行測試。某次測試中,C919 在平直跑道上由靜止開始勻加速滑行,經(jīng)t1=20s達(dá)到最大速度 vm=288km/h,之后勻速滑行一段時間,再勻減速滑行,最后停下來。若滑行總距離 x=3200m, 且減速過程的加速度大小與加速過程的加速度大小相等,取 g=10m/s。

(1) C919 減速滑行時的加速度大小;

(2) C919 在整個滑行過程中的平均速度大小。(結(jié)果保留一位小數(shù))

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】大約在1670年,英國賽斯特城的主教約翰·維爾金斯設(shè)計了一種磁力永動機(jī)如圖所示,在斜坡頂上放一塊強(qiáng)有力的磁鐵,斜坡上端有一個小孔,斜面下有一個連接小孔直至底端的彎曲軌道,維爾金斯認(rèn)為:如果在斜坡底端放一個小鐵球,那么由于磁鐵的吸引,小鐵球就會向上運(yùn)動,當(dāng)小球運(yùn)動到小孔P處時,它就要掉下,再沿著斜面下的彎曲軌道返回斜坡底端Q,由于有速度而可以對外做功,然后又被磁鐵吸引回到上端,到小孔P處又掉下.在以后的二百多年里,維爾金斯的永動機(jī)居然改頭換面地出現(xiàn)過多次,其中一次是在1878年,即在能量轉(zhuǎn)化和守恒定律確定20年后,竟在德國取得了專利權(quán).關(guān)于維爾金斯永動機(jī),正確的認(rèn)識應(yīng)該是(  )

A. 不符合理論規(guī)律,一定不可能實(shí)現(xiàn)

B. 如果忽略斜面的摩擦,維爾金斯永動機(jī)一定可以實(shí)現(xiàn)

C. 如果忽略斜面的摩擦,鐵球質(zhì)量較小,磁鐵磁性又較強(qiáng),則維爾金斯永動機(jī)可以實(shí)現(xiàn)

D. 違背能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,不可能實(shí)現(xiàn)

E. 既要馬兒不吃草,又要馬兒跑,是根本不可能存在的

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長L=1.25m的一段水平直軌道BC與傾角θ=37°的足夠長斜面CD相連,B點(diǎn)正上方的固定點(diǎn)O懸掛一長為r=0.2m的輕繩輕繩另一端拴一質(zhì)量為m1=3kg的小球,F(xiàn)將輕繩拉直,使小球自與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)以豎直向下的初速度v0=4m/s發(fā)出,運(yùn)動至最低點(diǎn)時恰好與靜止在B點(diǎn)的質(zhì)量m2=1kg的小物塊發(fā)生碰撞,已知小球與小物塊碰撞時間極短且碰撞前后兩者總動能不變,碰后小物塊在B點(diǎn)立即獲得動能,該動能占兩者總動能的75%,兩者速度均沿BC方向。小物塊與水平軌道的動摩擦因數(shù)為=0.8,sin37°=0.6。

(1)求小球在碰前瞬間對繩的拉力大小F;

(2)通過計算判斷:小球在碰后能否做豎直面內(nèi)完整的圓周運(yùn)動

(3)碰撞后,小物塊將沿水平軌道運(yùn)動,并從C點(diǎn)水平拋出后落到斜面上的P點(diǎn),求CP距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為a、b兩物體做勻變直線運(yùn)動的v-t圖象,則下列說法中正確的是( )

A. a、b兩物體的運(yùn)動方向相反

B. t=4s時,a、b兩物體速度相同

C. 最初4s內(nèi),a、b兩物體的位移相同

D. a物體的加速度比b物體的加速度大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平虛線MN上方有勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面向里.大量帶正電的相同粒子,以相同的速率沿位于紙面內(nèi)水平向右到豎直向上90°范圍內(nèi)的各個方向,由小孔O射入磁場區(qū)域,做半徑為R的圓周運(yùn)動.不計粒子重力和粒子間相互作用.下列圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域,其中正確的是(  )

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)光滑圓軌道半徑R=2m,從最低點(diǎn)A有一質(zhì)量為m=1kg的小球開始運(yùn)動,初速度v0方向水平向右,重力加速度g10m/s2,下列說法正確的是( )

A. 若初速度v0=8m/s,則小球?qū)⒃陔xA點(diǎn)1.8m高的位置離開圓軌道

B. 若初速度v0=8m/s,則小球離開圓軌道時的速度大小為

C. 小球能到達(dá)最高點(diǎn)B的條件是m/s

D. 若初速度v0=5m/s,則運(yùn)動過程中,小球可能會脫離圓軌道

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