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【题目】在平面直角坐标系xoy中,第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成45°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求:

(1)M、N两点间的电势差UMN
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.

【答案】
(1)解:设粒子过N点的速度为v,有 =cosθ,v= v0

粒子从M点到N点的过程,有:qUMN= mv2 mv02

解得:UMN=


(2)解:以O′圆心做匀速圆周运动,半径为O′N,

由牛顿第二定律得:qvB=m

解得:r=


(3)解:由几何关系得:ON=rsinθ设在电场中时间为t1

有ON=v0t1,t1=

粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期:T=

设粒子在磁场中运动的时间为t2,有:t2= T=

t=t1+t2

解得:t=


【解析】(1)粒子垂直于电场进入第一象限,粒子做类平抛运动,由到达N的速度方向可利用速度的合成与分解得知此时的速度,在应用动能定理即可求得电场中MN两点间的电势差.(2)粒子以此速度进入第四象限,在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,先画出轨迹图,找出半径;利用洛伦兹力提供向心力的公式,可求出在磁场中运动的半径.(3)粒子的运动分为两部分,一是在第一象限内做类平抛运动,二是在第四象限内做匀速圆周运动,分段求出时间,相加可得总时间.

练习册系列答案
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【题目】下列说法中正确的是( )
A.α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B.Bi的半衰期是5天,12 g Bi样本经过15天后,样本质量变为1.5 g
C.根据玻尔理论可知,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能增大,核外电子的运动速度不变
D.在 N+ He→ O+X核反应中,X是中子,这个反应过程叫衰变

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【题目】如图所示,宇宙射线中存在高能带电粒子,假如大气层被破坏,这些粒子就会到达地球,从而给地球上的生命带来危害,根据地磁场的分布特点,判断下列说法中正确的是(  )
A.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强,赤道附近最弱
B.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强,南北两极最弱
C.地磁场对宇宙射线的阻挡作用在地球周围各处相同
D.地磁场对宇宙射线无阻挡作用

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【题目】如图所示,匝数N=100匝、截面积S=0.2m2、电阻r=0.5Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内,磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t(T)的规律变化,处于磁场外的电阻R1=3.5Ω,R2=6Ω,电容C=30μF,开关S开始时未闭合,求:

(1)闭合S后,线圈两端M、N两点间的电压UMN和电阻R2消耗的电功率;
(2)闭合S一段时间后又打开S,则S断开后通过R2的电荷量为多少?

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【题目】如图所示的电路为演示自感现象的实验电路,若闭合开关S,电流达到稳定后通过线圈L的电流为I1 , 通过小灯泡L2的电流为I2 , 小灯泡L2处于正常发光状态,则下列说法中正确的是( )

A.S闭合瞬间,L2灯缓慢变亮,L1灯立即变亮
B.S闭合瞬间,L1灯缓慢变亮,L2灯立即变亮
C.S断开瞬间,小灯泡L2中的电流由I1逐渐减为零,方向与I2相反
D.S断开瞬间,小灯泡L2中的电流由I1逐渐减为零,方向不变

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【题目】一辆汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶。遇突发情况后,司机紧急刹车使车做匀减速直线运动。已知汽车速度在1s内减小了8m/s,则(

A. 汽车在减速过程中的加速度大小为8m/s2

B. 在减速行驶的全过程中,汽车的平均速度大小为10m/s

C. 汽车刹车后,在3s内滑行的距离是24m

D. 汽车刹车后,在2s末的速度大小为4m/s

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【题目】以下说法中,正确的是( )
A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
B.要使轻原子核发生聚变,必须使它们间的距离至少接近到1010m
C.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,势能增大,总能量减小
D.随温度的升高,放射性元素的半衰期将减小

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【题目】一质量m6kg的物块,置于水平地面上,物块与地面间的动摩擦因数为,然后用两根绳AB分别系在物块的两侧,如图所示,A绳水平,B绳与水平面成37°角,己知sin37°0.6cos37°0.8g10m/s2

(1)逐渐增大B绳的拉力,直到物块对地面的压力恰好为零,则此时A绳和B绳的拉力分别是多大

(2)A绳剪断,为了使物块沿水平面做匀速直线运动,在不改变B绳方向的情况下,B绳的拉力应为多大

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【题目】据央视报道,中科院等离子体物理研究所经过八年的艰苦努力,终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克试验装置并调试成功,这种装置被称为“人造太阳”(如图),它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量,就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源.在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是( )

A.N+ He→ O+ H
B.H+ H→ He+ n
C.U→ Th+ He
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