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【题目】如图甲所示,平面直角坐标系中,0≤xl 0≤y≤2l的矩形区域中存在交变匀强磁场,规定磁场垂直于纸面向里的方向为正方向,其变化规律如图乙所示,其中B0T0均未知。比荷为c的带正电的粒子在点(0)以初速度v0沿+x方向射入磁场,不计粒子重力。

1)若在t=0时刻,粒子射入;在t<的某时刻,粒子从点(l2l)射出磁场,求B0大小。

2)若B0=,且粒子从0≤l的任一时刻入射时,粒子离开磁场时的位置都不在y轴上,求T0的取值范围。

3)若B0= ,在x>l的区域施加一个沿-x方向的匀强电场,在时刻入射的粒子,最终从入射点沿-x方向离开磁场,求电场强度的大小。

【答案】1;(2;(3.

【解析】

设粒子的质量为,电荷量为,则由题意得

1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,设运动半径为,根据几何关系和牛顿第二定律得:

解得

2)设粒子运动的半径为,由牛顿第二定律得

解得

临界情况为:粒子从时刻射入,并且轨迹恰好过点,粒子才能从轴射出,如图所示

设粒子做圆周运动的周期为,则

由几何关系可知,在内,粒子轨迹转过的圆心角为

对应粒子的运动时间为

分析可知,只要满足,就可以使粒子离开磁场时的位置都不在轴上。

联立解得,即

3)由题意可知,粒子的运动轨迹如图所示

设粒子的运动周期为,则

在磁场中,设粒子运动的时间为,则

由题意可知,还有

解得,即

设电场强度的大小为,在电场中,设往复一次所用的时间为,则根据动量定理可得

其中

解得

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,两光滑平行金属导轨,其间距为,直导线垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小为。电容器接在两端,其电容为,除电路中的电阻外,导轨和直导线的电阻均不计。现给直导线一初速度,使之向右运动,当电路稳定后,直导线以速度向右匀速运动,则(

A.电容器两端的电压为B.电阻两端的电压为零

C.电容器所带电荷量为D.直导线所受安培力为

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示为用光电门测定钢球下落时受到的阻力的实验装置。直径为d、质量为m的钢球自由下落的过程中,先后通过光电门AB,计时装置测出钢球通过AB的时间分别为tAtB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h,当地的重力加速度为g。设钢球所受的空气阻力大小不变。

(1)钢球下落的加速度大小a=______ 钢球受到的空气阻力Ff=____

(2)本题用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度,但从严格意义上讲是不准确的,实际上钢球通过光电门的平均速度_________(选填“>”“<")钢球球心通过光电门的瞬时速度。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图甲所示,同一均匀介质中的一条直线上有相距6m的两个振幅相等的振源AB。从t=0时刻起,振源AB同时开始振动。AB的振动图像均如图乙所示。若振源A形成的向右传播的波与振源B形成的向左传播的波在t1=0.3s时相遇,则下列说法正确的是(

A.两列波的波长都是0.2m

B.两列波在AB间的传播速度均为20m/s

C.在两列波相遇后,AB连线的中点C为振动加强的点

D.t2 =0.9s时,AB连线的中点C经过平衡位置且振动方向向上

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】阅读材料,完成下列要求。

材料一 所谓科学革命,通常指欧洲17世纪初期科学理论和科学实践的一系列变革,其中尤其以天文学和物理学所取得的成就最为突出。中世纪欧洲大学教育的发展,为科学革命的产生创造了条件,文艺复兴为现代科学奠定了基础;地理大发现和航海技术的发展,为科学革命提供了动力,如新大陆的发现就证明托勒密的地理学是错误的,远洋航行也需要更精确的航海测绘以及望远镜、气压计、温度计和空气泵等新工具,这些需求成为科学研究的动力之。英国皇家学会于1662年成立,专注于自然科学,特别是实验科学的研究。一些城市出现科学研究协会,形成关注科技进展和实用发明的氛围。

——摘编自武寅《简明世界历史读本》

材料二 《牛顿的科学成就》

(1)根据材料一并结合所学知识,概括17世纪欧洲科学迅速发展的原因。

(2)根据材料二并结合所学知识,简要说明牛顿的主要科学贡献。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在同一软铁芯上绕有两个独立的线圈甲与乙,甲线圈连接电池、滑动变阻器、电阻。乙线圈中接有电容器,向左移动滑动变阻器的滑片,使甲线圈中的电流均匀变化。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,下列说法正确的是(  )

A.电容器的上极板带正电

B.电容器的上极板带负电

C.电容器所带的电荷量恒定

D.电容器所带的电荷量增大

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,两汽缸AB粗细均匀、等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径是B2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两气缸除A顶部导热外,其余部分均绝热.两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞ab,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气.当大气压为p0、外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时,活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的,活塞b在气缸正中间.

(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度;

(2)继续缓慢加热,使活塞a上升.当活塞a上升的距离是气缸高度的时,求氧气的压强.

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【题目】如图所示边长为2L的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场磁感应强度大小为B。一个边长为L粗细均匀的正方形导线框abcd,其所在平面与磁场方向垂直,导线框的对角线与虚线框的对角线在一条直线上,导线框总电阻为R。在导线框从图示位置开始以恒定速度v沿对角线方向进入磁场,到整个导线框离开磁场区域的过程中,下列说法正确的是( )

A. 导线框进入磁场区域时产生逆时针方向的感应电流

B. 整个过程导线框中有感应电流的时间为

C. 导线框的bd对角线有一半进入磁场时,整个导线框所受安培力大小为

D. 整个过程通过线框某一横截面电荷量为

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】装有拉力传感器的轻绳,一端固定在光滑水平转轴O,另一端系一小球,空气阻力可以忽略。设法使小球在竖直平面内做圆周运动(如图甲),通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是,在最低点时绳上的拉力大小是某兴趣小组的同学用该装置测量当地的重力加速度。

(1)小明同学认为,实验中必须测出小球的直径,于是他用螺旋测微器测出了小球的直径,如图乙所示,则小球的直径d=_______mm。

(2)小军同学认为不需要测小球的直径。他借助最高点和最低点的拉力,再结合机械能守恒定律即可求得。小军同学还需要测量的物理量有__________(填字母代号)。

A.小球的质量m

B.轻绳的长度

C.小球运动一周所需要的时间T

(3)根据小军同学的思路,请你写出重力加速度g的表达式____________

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