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【题目】边长为L的等边三角形OAB区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。在纸面内从O点向磁场区域AOB各个方向瞬时射入质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,所有粒子的速率均为v 。如图所示,沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出,不计粒子之间的相互作用和重力的影响,已知sin35°≈0.577。求:

(1)匀强磁场的磁感应强度;

(2)带电粒子在磁场中运动的最长时间;

(3)沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出时,还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】(1)OC=Lcos30o=L

沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出,由几何知识得粒子做圆周运动的圆弧对的圆心角为60°。

半径r= OC=L

由qvB=

得B==

(2)从A点射出的粒子在磁场中运动时间最长

设弦OA对的圆心角为,由几何关系得

sin==≈0.577,≈70°

最长时间tm

(3)从OA上D点射出的粒子做圆周运动的弦长OD=OC,粒子做圆周运动的圆弧对的圆心角也为60°,如图,由几何知识得入射速度与OD的夹角应为30o ,即沿OC方向射入的粒子在磁场中运动的时间与沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出的时间相等,从OB方向到OC方向这30o 范围内的粒子此时都还在磁场中,而入射的范围为60°,故还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例是

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示的装置由水平弹簧发射器及两个轨道组成:轨道Ⅰ是光滑轨道ABAB间高度差h10.20 m;轨道Ⅱ由AE和螺旋圆形EFG两段光滑轨道和粗糙轨道GB平滑连接而成A点与F点等高.轨道最低点与AF所在直线的高度差h20.40 m.当弹簧压缩量为d恰能使质量m0.05 kg的滑块沿轨道Ⅰ上升到B当弹簧压缩量为2d恰能使滑块沿轨道Ⅱ上升到B滑块两次到达B点处均被装置锁定不再运动.已知弹簧弹性势能Ep与弹簧压缩量x的平方成正比弹簧始终处于弹性限度范围内不考虑滑块与发射器之间的摩擦重力加速度g10 m/s2. 

(1) 当弹簧压缩量为d求弹簧的弹性势能及滑块离开弹簧瞬间的速度大小.

(2) 求滑块经过最高点F处时对轨道的压力大小.

(3) 求滑块通过GB段过程中克服摩擦力所做的功.

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【题目】如图甲所示,两金属板M、N水平放置组成平行板电容器,在M板中央开有小孔O,再将两个相同的 绝缘弹性挡板P、Q对称地放置在M板上方,且与M板夹角均为60°,两挡板的下端在小孔O左右两侧。现在电容器两板间加电压大小为U的直流电压,在M板上方加上如图乙所示的、垂直纸面的交变磁场,以方向垂直纸面向里为磁感应强度的正值,其值为B0,磁感应强度为负值时大小为Bx,但Bx未知。现有一质量为m、电荷量为+q、不计重力的带电粒子,从N金属板中央A点由静止释放,t=0时刻,粒子刚好从小孔O进入上方磁场中,在t1时刻粒子第一次撞到左挡板P上,紧接着在t1+t2时刻粒子撞到了右挡板Q上,然后粒子又从O点竖直向下返回平行金属板间,接着再返回磁场做前面所述的运动。粒子与挡板碰撞前后电量不变,沿板面的分速度不变,垂直于板面的分速度大小不变、方向相反,不计碰撞的时间及磁场变化产生的感应影响。求:

(1)粒子第一次到达挡板P时的速度大小。

(2)图乙中磁感应强度Bx的大小。

(3)两金属板M和N之间的距离d。

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【题目】一汽车在平直公路上行驶,设汽车发动机的额定功率为P,所受阻力恒为f.下列说法正确的是( )

A. 若汽车以恒定的功率运动,那么牵引力与速度成反比

B. 若汽车起动后作匀加速运动,那么速度的最大值vm=P/f

C. 汽车作匀速运动的速度与发动机实际功率成正比

D. 汽车作匀速运动时,发动机实际功率一定等于额定功率

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【题目】如图所示,某研究性学习小组为探究物体的动能与速度关系设计了如下实验:平直轨道B固定在水平桌面上.弹射装置A固定于轨道上,小球被劲度系数较大的压缩弹簧弹出后从轨道端点O滑出做平抛运动落到地面.已知弹簧的弹性势能的表达式为Ep=,式中的k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量.

1)为减少实验误差,弹射装置距离轨道端点O应该______(选填近些远些.

2)要探究动能与速度的关系,实验中是否一定要测量桌面的高度,______(选填.

3)在实验过程中改变弹簧的压缩量x,并测出与其对应的小球做平抛运动的水平位移s.实验数据如下表所示

次数

1

2

3

4

5

x(cm)

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

s(m)

0.32

0.65

0.95

1.08

1.60

在坐标纸中根据已描出的点作出合理的图线.

4)根据(3)中所作出的图象,可以得出动能Ek与速度υ的关系:______.请简要说明理由,______.

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【题目】如图所示,质量为1.0g的带电小球,用长为L的绝缘细线悬挂在平行板电容器之间,两板电压为40V,板间距10cm,小球在A点处于平衡状态.悬线和竖直方向夹角为α=370(sin370=0.6,cos370=0.8,g取10 m/s2).则:

(1)请判断小球的电性并求出电量;

(2)若通过另一绝缘细线BC把该小球缓慢拉到另一侧的B点(B点未触及右极板),平衡时悬线与竖直方向夹角为β=530,细线BC呈水平,则此时细线BC中的拉力为多大?

(3)在(2)中,若把BC细线剪断,小球摆回到最低点O时,悬线对小球的拉力有多大?

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【题目】如图所示,在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E。在其它象限中存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。A是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离为h;C是x轴上的一点,到O的距离为L。一质量为m,电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域,继而通过C点进入磁场区域。并再次通过A点,此时速度方向与y轴正方向成锐角。不计重力作用。试求:

(1)粒子经过C点速度的大小和方向;

(2)磁感应强度的大小B。

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【题目】一些材料的电阻随温度的升高而变化.如图甲是由某金属材料制成的电阻R随摄氏,温度t变化的图象,若用该电阻与电池(电动势E1.5 V,内阻不计)电流表(量程为5 mA,内阻不计)、电阻箱R串联起来,连接成如图乙所示的电路,用该电阻作测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的金属电阻温度计

(1)电流刻度较大处对应的温度刻度________(选填较大较小”)

(2)若电阻箱阻值R160 Ω,当电流为5 mA时对应的温度数值为________.

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【题目】如图所示的匀强电场中,已知场强大小等于100V/mAB间距为6cm;则以下说法正确的是(  )

A. A点电势等于B点电势,ABC三点场强相同

B. AB两点间的电势差为+6V

C. 现有一个电量为+q的电荷,第一次从A点移到B点,电场力做功为W1;第二次该电荷从A点移到C点,然后再移到B点,在这个过程中电场力做功为W2,则W2W1

D. A点电势为零,则B点电势为﹣3V

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