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如图8-2-30所示,两个同心圆,半径分别为r和2r,在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆心O处有一放射源,放出粒子的质量为m,带电荷量为q,假设粒子速度方向都和纸面平行.

(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向,OA与初速度方向夹角为60°,要想使该粒子经过磁场第一次通过A点,则初速度的大小是多少?

(2)要使粒子不穿出环形区域,则粒子的初速度不能超过多少?

解析 (1)如图所示,设粒子在磁场中的轨道半径为R1,则由几何关系得

R1,又qv1Bm

v1.

(2)设粒子轨迹与磁场外边界相切时,粒子在磁场中的轨道半径为R2,则由几何关系有(2rR2)2Rr2

可得R2,又qv2Bm,可得v2

故要使粒子不穿出环形区域,粒子的初速度不能超过.

答案 (1) (2)

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图4-2-13甲为实验装置简图(交流电的频率为50 Hz).

图4-2-13

(1)图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2(保留两位有效数字).

(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的,数据如下表:

实验次数

物理量  

1

2

3

4

5

6

7

8

小车加速度a/(m·s2)

1.90

1.72

1.49

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小车质量m/kg

0.25

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

/kg1

4.00

3.45

3.03

2.50

2.00

1.41

1.00

0.60

请在如图4-2-14所示的方格坐标纸中画出a图线,并依据图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是________.

图4-2-14

图4-2-15

(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线,如图4-2-15所示.该图线不通过原点,请你分析其主要原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图7-2-30所示电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=2 Ω,R1=4 Ω,R2=6 Ω,R3=3 Ω.若在CD间连接一个电表或用电器,则有 (  ).

A.若在CD间连一个理想电压表,其读数是6 V

B.若在CD间连一个理想电压表,其读数是8 V

C.若在CD间连一个理想电流表,其读数是2 A

D.若在CD间连一个“6 V,3 W”的小灯泡,则小灯泡的实际功率是1.33 W

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图8-1-22所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L=0.25 m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E=12 V,内阻r=1 Ω,一质量m=20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好.整个装置处于磁感应强度B=0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计).金属导轨是光滑的,取g=10 m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求:

(1)金属棒所受到的安培力的大小.

(2)通过金属棒的电流的大小.

(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值.

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科目:高中物理 来源: 题型:

一个质量m=0.1 g的小滑块,带有q=5×104 C的电荷量,放置在倾角α=30°的光滑斜面上(斜面绝缘),斜面置于B=0.5 T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图8-2-29所示,小滑块由静止开始沿斜面滑下,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面.求:

(1)小滑块带何种电荷?

(2)小滑块离开斜面的瞬时速度多大?

(3)该斜面的长度至少多长?

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