【题目】如图所示,半径为R的圆形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于纸面向里,一带负电的粒子(不计重力)沿水平方向以速度v正对圆心入射,通过磁场区域后速度方向偏转了60°。
(1)求粒子的比荷及粒子在磁场中的运动时间t。
(2)如果想使粒子通过磁场区域后速度方向的偏转角度最大,在保持原入射速度的基础上,需将粒子的入射点沿圆弧向上平移的距离d为多少?
【答案】(1) (2)
【解析】
带电粒子沿半径方向射入匀强磁场,做匀速圆周运动,最后将沿半径方向射出磁场.由偏转角可确定圆磁场的半径与轨道半径的关系,从而求出粒子的比荷;由周期公式可求出在磁场中的运动时间.想使粒子通过磁场区域后速度方向的偏转角度最大,则入射点与出射点的连线过圆磁场的圆心.所以由几何关系可以确定在保持入射方向仍然沿水平方向的基础上,需将粒子的入射点向上平移的距离
(1)由图可知,轨迹半径r=Rcot30°①
粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动,有qvB=m ②
由①②两式得 ③
运动周期T= ④
在磁场中的运动时间t=T⑤
由③④⑤式得 ⑥
(2)当粒子的入射点和出射点的连线是磁场圆的直径时,粒子速度偏转的角度最大⑦
由图可知sinθ= ⑧
平移距离d=Rsinθ⑨
由①⑧⑨式得d=R.
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【题目】验证力平形四边形定则的实验器材除了木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套,还有________________和________。
在实验中,第一次用两把弹簧秤读数、把结点拉到O点,第二次用一把弹簧秤读数也把结点拉到O点,这样做的目是___________________。
对于这个实验下列哪些说法是正确的是_________。
A.用两把弹簧秤拉小绳套时,两弹簧秤夹角越大越好。
B.弹簧秤应与木板保持平行。
C.为了实验尽可能精确,弹簧秤的拉力应适当大些。
D.为了实验尽可能精确,作力的标度时,1N的力对应的线段的长度应小一些。
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【题目】如图甲所示,静止在水平地面上的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面的最大静摩擦力fm与滑动摩擦力大小相等,则( )
A. 0~t1时间内物块A的加速度逐渐增大
B. t2时刻物块A的加速度最大
C. t3时刻物块A的速度最大
D. t2~t4时间内物块A一直做减速运动
【答案】BC
【解析】0~t1时间内物块A受到的静摩擦力逐渐增大,物块处于静止状态,选项A错误.t2时刻物块A受到的拉力F最大,物块A的加速度最大,选项B正确.t3时刻物块A受到的拉力减小到等于滑动摩擦力,加速度减小到零,物块A的速度最大,选项C正确.t2~t3时间内物块A做加速度逐渐减小的加速运动,t3~t4时间内物块A一直做减速运动,选项D错误.
【题型】多选题
【结束】
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【题目】如图所示,正方形abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,O点是cd边的中点.一个带正电的粒子(重力忽略不计)从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形区域内,经过时间t0刚好从c点射出磁场.现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°的方向(如图中虚线所示),以各种不同的速率射入正方形内,那么下列说法正确的是( )
A. 该带电粒子不可能刚好从正方形的某个顶点射出磁场
B. 若该带电粒子从ab边射出磁场,它在磁场中经历的时间可能是t0
C. 若该带电粒子从bc边射出磁场,它在磁场中经历的时间可能是
D. 若该带电粒子从cd边射出磁场,它在磁场中经历的时间一定是
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【题目】在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学进行实验的主要步骤是:
a.如图甲所示,将橡皮筋的一端固定在木板上的A点,另一端拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计.
b.沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到某一位置,将此位置标记为O点,读取此时弹簧测力计的示数,分别记录两个拉力F1、F2的大小.用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点,并分别将其与O点连接,表示两力的方向.
c.再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向.
①用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,这样做的目的是____________.
②实验中利用图中标记的o点和b点确定分力方向时,图甲中的b点标记得不妥,其原因是________________.
③图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示,其中______ (填F或F,)是F1和F2合力的实际测量值.
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【题目】一个底面粗糙、质量为M=3m的劈放在粗糙水平面上,劈的斜面光滑且与水平面成30°角。现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球,小球放在斜面上,小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30°,如图所示。
(1)当劈静止时,求绳子的拉力大小。
(2)当劈静止时,求地面对劈的摩擦力大小。
(3)若地面对劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,为使整个系统静止,动摩擦因素u最小值多大?
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【题目】探月飞船以速度v贴近月球表面做匀速圆周运动,测出圆周运动的周期为T.则
A. 可以计算出探月飞船的质量
B. 无法估测月球的半径
C. 月球表面的重力加速度为
D. 飞船若要离开月球返回地球,必须启动助推器使飞船加速
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【题目】两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势为零,ND段中C点电势最高,则
A. C点的电场强度大小为零
B. A点的电场强度大小为零
C. NC间场强方向沿x轴正方向
D. 将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功
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【题目】一个足够长的绝缘斜面,倾角为θ,置于匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,与水平面平行,如图所示,现有一带电荷量为q,质量为m的小球在斜面顶端由静止开始释放,小球与斜面间的动摩擦因数为μ,则
A. 如果小球带正电,小球在斜面上的最大速度为
B. 如果小球带正电,小球在斜面上的最大速度为
C. 如果小球带负电,小球在斜面上的最大速度为
D. 如果小球带负电,小球在斜面上的最大速度为
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【题目】如图所示,在一个直角三角形区域ABC内,存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,AC边长为3l,∠C=90°,∠A=53°.一质量为m、电荷量为+q的粒子从AB边上距A点为l的D点垂直于磁场边界AB射入匀强磁场,要使粒子从BC边射出磁场区域(sin53°=0.8,cos53°=0.6),则( )
A. 粒子速率应大于
B. 粒子速率应小于
C. 粒子速率应小于
D. 粒子在磁场中最短的运动时间为
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