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【题目】如图所示,在半径分别为的同心圆(圆心在O点)所形成的圆环区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在大圆边界上A点有一粒子源,垂直AO向左发射一质量为,电荷量为,速度大小为的粒子,求:

(1)若粒子能进入磁场,求粒子在磁场中运动的半径;

(2)若粒子能进入磁场发生偏转,则该粒子第一次到达磁场小圆边界时,粒子速度相对于初始方向偏转的角度;

(3)若粒子每次到达磁场大圆边界时都未从磁场中射出,那么至少经过多长时间该粒子能够回到出发点A.

【答案】(1)(2)速度偏转角为(3)

【解析】

1)作出粒子运动规律,由几何知识求出粒子的偏角.

2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,应用牛顿第二定律与粒子的周期公式可以求出粒子运动时间.

1)如图所示,粒子做匀速圆周运动,设初速度为

轨迹半径为

2)如图所示:粒子将沿着AB弧(圆心在)运动,交内边界于B点.为等边三角形,则,粒子的轨迹AB弧对应的圆心角为,则速度偏转角为

3)粒子从B点进入中间小圆区域沿直线BC运动,又进入磁场区域,经偏转与外边界相切于D点.在磁场中运动的轨迹如图所示,

粒子在磁场区域运动的时间:,周期:

每通过一次无磁场区域粒子在该区域运动的距离:

粒子在无磁场区域运动的总时间:,代入:,解得:

则粒子回到A点所用的总时间:

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,质量m=1kg的物块置于倾角θ=30的固定斜面上,斜面ABCD为正方形,ABCD均水平。物块与斜面间的动摩擦因数,且g=10m/s2,下列说法中错误的是

A. 若物块静止在斜面上,当施加一个竖直向下的力F时,物块不可能运动

B. 若物块沿斜面向下匀速滑动时,再施加一个竖直向下的力F,物块仍然匀速运动

C. 当施加一个平行于BC的水平力F时,物块不可能做匀速直线运动

D. 当物块沿平行于BC方向做匀速运动时,应在斜面内施加平行斜面大小为5N的力

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,两个可导热的气缸竖直放置,气缸的底部由一细管连通(忽略细管的容积)。两气缸各有一个质量不计的活塞,活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体,上方为真空。分别在活塞上放置质量为m1=4mm2=3m的砝码,气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h。求

(i)两个活塞面积之比S1︰S2

ii)若环境温度始终保持为T0,在两活塞上同时再各放一质量为m的砝码,求气体再次达到平衡后两活塞的高度。

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【题目】如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的MN两点,A上带有的正电荷。两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为。A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度取;静电力常量,AB球可视为点电荷)则

A支架对地面的压力大小为2.0N

B两线上的拉力大小

C将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小为

D将B移到无穷远处,两线上的拉力大小

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【题目】如图所示,一束平行光以45°的入射角照射到半径为R的半圆柱形玻璃砖的上表面上,已知玻璃砖对平行光的折射率为

(1)圆柱面上光线能够射出的区域所对的圆心角是多少?

(2)能从圆柱面射出的光线中,在玻璃砖中传播时间最长为多少?(光在真空中的速度为c)

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【题目】一列沿着x轴正方向传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图,其中MP两质点平衡位置坐标分別为xM=1.0mxp=1.2m。已知介质中质点从平衡位置开始振动产生8cm的路程所用的时间均为0.5s,:

质点M的振动周期为__________;质点P_____s 第一次回到平衡位置。

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【题目】质量为m、长为L的直导体棒放置于光滑圆弧轨道上,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的勾强磁场中,直导体棒中通有恒定电流,平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成角,其截面图如图所示。。则下列关于导体棒中电流的分析正确的是

A. 导体棒中电流垂直纸面向里,大小为

B. 导体棒中电流垂直纸面向里,大小为

C. 导体林中电流垂直纸面向外,大小为

D. 导体称中电流垂直纸面向外,小为

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【题目】如图所示,竖直矩形框内存在一沿水平方向且与金属棒垂直的匀强磁场,金属棒放在电子秤上,电子秤水平固定在金属框架上。现通过测量通电金属棒在磁场中所受的安培力,来测量磁场的磁感应强度大小并判断其方向。主要实验步骤:

(1)连接好实物电路,接通电源后金属林中的电流由a流向b

(2)保持开关S断开,读出电子秤示数

(3)闭合开关S,调节滑动变阻器R的阻值使电流大小适当,此时电子秤仍有示数,然后读出并记录__________

(4)用刻度尺测量_________

(5)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度B的大小,可以得到B=______

(6)判断磁感应强度方向的方法是:若________,磁感应强度方向垂直金属棒向里;反之,磁感应强度方向垂直金属棒向外。

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【题目】下列说法正确的是___________

A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关

B. 电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失

C. 在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深

D. 分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽

E. 在空气中传播的声波是横波

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