【題目】如圖所示,左側(cè)為兩間距d=10cm的平行金屬板,加上電壓;中間用虛線框表示的正三角形內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場B1 , 三角形底點A與下金屬板平齊,AB邊的中點P恰好在上金屬板的右端點;三角形區(qū)域AC右側(cè)也存在垂直紙面向里,范圍足夠大的勻強磁場B2 . 現(xiàn)從左端沿中心軸線方向以v0射入一個重力不計的帶電微粒,微粒質(zhì)量m=1.0×10﹣10kg,帶電荷量q=﹣1.0×10﹣4C;帶電粒子恰好從P點垂直AB邊以速度v=2×105m/s進入磁場,則

(1)求帶電微粒的初速度v0
(2)若帶電微粒第一次垂直穿過AC,則求磁感應(yīng)強度B1及第一次在B1中飛行時間;
(3)帶電微粒再次經(jīng)AC邊回到磁場B1后,求 的取值在什么范圍可以使帶電微粒只能從BC邊穿出?

【答案】
(1)解:微粒在電場中做類平拋運動,根據(jù)運動的分解知:

v0=vcos30°= m/s

答:帶電微粒的初速度為 m/s


(2)解:設(shè)帶電微粒由P點垂直AB射入磁場,又垂直AC穿出,所以作以A點為圓心的圓弧,設(shè)勻速圓周運動半徑為R1,根據(jù)幾何關(guān)系有:

R1= = cm

由qvB1=m ,

得:B1= = T.

在磁場中飛行時間:t= = = s

答:若帶電微粒第一次垂直穿過AC,則磁感應(yīng)強度B1及第一次在B1中飛行時間為 s;


(3)解:再次經(jīng)AC邊回到磁場B1后不從AB邊穿出就一定從BC邊出磁場,所以當軌跡剛好與AB邊相切時,設(shè)在B2中的半徑為R2.如圖所示,由幾何關(guān)系:

R

=

所以只需要 即可

答:帶電微粒再次經(jīng)AC邊回到磁場B1后,要 可以使帶電微粒只能從BC邊穿出


【解析】(1)根據(jù)類平拋運動規(guī)律和運動的分解求解初速度(2)設(shè)帶電微粒由P點垂直AB射入磁場,又垂直AC穿出,所以作以A點為圓心的圓弧,設(shè)勻速圓周運動半徑為R1,根據(jù)幾何關(guān)系解半徑;由qvB1=m 求出磁場B大小;由轉(zhuǎn)過角度求解時間.(3)再次經(jīng)AC邊回到磁場B1后不從AB邊穿出就一定從BC邊出磁場,所以當軌跡剛好與AB邊相切時,設(shè)在B2中的半徑為R2.畫出運動軌跡圖由幾何關(guān)系求解.
【考點精析】利用洛倫茲力對題目進行判斷即可得到答案,需要熟知洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功.

練習(xí)冊系列答案
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【題目】某同學(xué)在探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時,安裝好實驗裝置,讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊,在彈簧下端掛1個鉤碼,靜止時彈簧長度為l1,如圖1所示,圖2是此時固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大圖,示數(shù)l1_______cm。在彈簧下端分別掛2個、3個、4個、5個相同鉤碼,靜止時彈簧長度分別是l2l3、l4l5。已知每個鉤碼質(zhì)量是50g,掛2個鉤碼時,彈簧彈力F2________N(當?shù)刂亓铀俣?/span>g=9.8m/s2)。要得到彈簧伸長量x,還需要測量的是________。作出F-x圖象,得到彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。

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【題目】如圖所示,長木板放置在水平面上,一小物塊置于長木板的中央,長木板和物塊的質(zhì)量均為m,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ,木板與水平面間動摩擦因數(shù)為 ,已知最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,重力加速度為g.現(xiàn)對物塊施加一水平向右的拉力F,則木板加速度大小a可能是( )

A.a=μg
B.a=
C.a=
D.a=

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【題目】如圖所示電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,電路中O點接地,當滑動變阻器的滑片P向左滑動時,M、N兩點電勢變化情況是( )

A.M點電勢升高,N點電勢降低
B.M、N兩點電勢都升高
C.M點電勢的改變量小于N點電勢的改變量
D.M點電勢的改變量大于N點電勢的改變量

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【題目】如圖所示,固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌,間距為L,左端接有阻值為R的電阻,處在方向豎直向下,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中.質(zhì)量為m、電阻為 的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連,放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌的電阻不計.初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0 . 沿導(dǎo)軌往復(fù)運動的過程中,導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.求:

(1)求初始時刻導(dǎo)體棒受到的安培力.
(2)若導(dǎo)體棒從初始時刻到速度第一次為零時,彈簧的彈力勢能為EP , 則這一過程中安培力所做的功W1和整個回路的電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q分別為多少?
(3)從導(dǎo)體棒開始運動直到最終靜止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1為多少?

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【題目】某質(zhì)點做直線運動的位移x和時間t的關(guān)系如圖所示,那么該質(zhì)點在3s內(nèi)通過的路程是( )

A.2m
B.3m
C.1m
D.0.5 m

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【題目】利用打點計時器研究一個約1.4m高的商店卷簾窗的運動.將紙帶粘在卷簾底部,紙帶通過打點計時器隨簾在豎直面內(nèi)向上運動.打印后的紙帶如下圖所示,數(shù)據(jù)如表格所示.紙帶中AB、BCCD……每兩點之間的時間間隔為0.10s,根據(jù)各間距的長度,可計算出卷簾窗在各間距內(nèi)的平均速度v平均.可以將v平均近似地作為該間距中間時刻的即時速度v.

卷簾運動數(shù)據(jù)

間隔

AB

BC

CD

DE

EF

FG

GH

HI

IJ

JK

間距

(cm)

5.0

10.0

15.0

20.0

20.0

20.0

20.0

17.0

8.0

4.0

(1)請根據(jù)所提供的紙帶和數(shù)據(jù),繪出卷簾窗運動的v-t圖像.________

(2)AD段的加速度為______ms2,AK段的平均速度為______ms.

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【題目】把圓形導(dǎo)線圈用細線掛在通電直導(dǎo)線附近,使兩者在同一豎直平面內(nèi),其中直導(dǎo)線固定,線圈可以自由活動,如圖所示.當圓線圈中通入圖示方向的電流時,線圈將( )

A.發(fā)生轉(zhuǎn)動,同時靠近直導(dǎo)線
B.發(fā)生轉(zhuǎn)動,同時離開直導(dǎo)線
C.遠離直導(dǎo)線
D.靠近直導(dǎo)線

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【題目】用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)阻r,所給的器材有:
A.電壓表V:0~3~15V
B.電流表A:0~0.6~3A
C.滑動變阻器R1(總阻值20Ω)
D.滑動變阻器R2(總阻值100Ω)
E.開關(guān)S和導(dǎo)線若干

(1)電壓表量程選用;滑動變阻器選用(填R1或R2);
(2)在圖中將電壓表加入實驗電路中;
(3)在U﹣I圖中已畫出七組實驗數(shù)據(jù)所對應(yīng)的坐標點,請根據(jù)這些點作出U﹣I并由圖線求出:E=V,r=Ω

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