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5.在x轴上方有匀强磁场B=0.8T,方向垂直纸面向里,如下图所示.一质量m=9.0×10-15kg、带负电q=1.5×10-10C的粒子以速度v0=2.0×103m/s从坐标原点O以与x轴正方向间夹150°角的方向射入磁场.不计粒子重力.试确定它在磁场中回旋后穿过x轴飞出磁场时所经位置P的坐标值.

分析 粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解轨道半径,然后结合几何关系求解穿过x轴飞出磁场时所经位置P的坐标值.

解答 解:粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,有:
$q{v_0}B=m\frac{v_0^2}{r}$
解得:
$r=\frac{{m{v_0}}}{qB}=\frac{{9.0×1{0^{-15}}kg×2.0×1{0^3}m/s}}{{1.5×1{0^{-10}}C×0.8T}}=0.15m$
画出运动轨迹,如图所示:

x=2rsin30°=r=0.15m
答:粒子在磁场中回旋后穿过x轴飞出磁场时所经位置P的坐标值为(0.15m,0).

点评 本题关键是明确粒子的受力情况和运动规律,找出圆心、求解出半径、画出轨迹,然后结合几何关系列式求解,基础题目.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

15.物体在以下三个共点力作用下,可能做匀速直线运动的有(  )
A.3 N、6 N、4 NB.1 N、6 N、8 NC.8 N、1 N、6 ND.5 N、9 N、15N

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16.如图,关于布朗运动的实验,下列说法正确的是(  )
A.图中记录的是分子无规则运动的情况
B.图中记录的不是微粒做布朗运动的轨迹
C.实验中可以看到,悬浮微粒越大,布朗运动越明显
D.实验中可以看到,温度越高,布朗运动越激烈
E.布朗运动既能在液体中发生,也可在气体中发生

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13.如图,水平导轨置于竖直的匀强磁场中(磁感应强度为B),导轨宽为L,左端的定值电阻的阻值为R,导体棒质量为m,电阻为r,长L,在恒力F的作用下开始运动,问:
(1)导体棒的运动性质;
(2)vmax=?
(3)若达到最大速度导棒前进的位移为x,问R上产生的热量QR=?及通过导体棒的电量q=?

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20.如图所示,空间存在垂直于纸面的均匀磁场,在半径为a的圆形区域内、外磁场方向相反、磁感应强度的大小均为B.一半径为b的圆形导线环,电阻为R,放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合.在内外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中,通过导线横截面的电荷量q为多少?

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10.如图所示,导体棒ef沿着导轨面向右匀速运动,哪一部分是等效电源?哪一部分是外电路?分析闭合电路中电流的方向.

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17.质量为2kg的物体受到一个平行于斜面向下的拉力F作用,沿37°的斜面匀速向下运动.若斜面与物体之间的动摩擦因数为0.8,且斜固体始终静止,求物体所受到的拉力F为多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

17.如图1所示是验证动量守恒定律的装置.利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律,图中AB是斜槽,BC是水平槽,它们连接平滑,O点为中垂线所指的位置,实验时先不放置被碰球2,让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滑下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复10次,然后将球2置于水平槽末端,让球1仍从位置G由静止滑下,和球2碰撞,碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹,重复10次,实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N、P.

(1)此实验中,下列说法正确的是ABCA.应使入射小球的质量大于被碰小球的质量B.调节实验装置时,要使固定在桌边的斜槽末端的切线水平C.每次使入射小球从槽上相同位置由静止滚下D.测出每次小球从抛出到落地的时间
(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答ABDA.水平槽上未放球时,测量球1落到O点的水平距离OP;B.球1与球2碰撞后,测量球1和球2落点位置到O点的距离OM、ON;C.测量球1或球2的直径;D.测量球1和球2的质量m1和m2(或两球质量之比);E.测量小球下落的高度
(3)实验中,我们可以仅通过测量C,来间接地测量小球碰撞前后的速度.A.小球开始释放高度h;B.小球抛出点距地面的高度H;C.小球做平抛运动的射程
(4)若实验的结果满足m1OP=m1OM+m2ON,就可以验证碰撞过程中动量守恒,若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为m1OP2=m1OM2+m2ON2,[用(2)中测量的量表示].
(5)释放多次后,取各落点位置的平均值,测得各落点痕迹到O点的距离:OM=13.10cm,OP=21.90cm,ON=26.04cm,用天平得入射小球1的质量m1=16.8g,被撞小球2的质量m2=5.6g.若将小球质量与水平位移的乘积作为“动量”,请将下面的数据处理表格填写完整.
OP/mOM/mON/m碰前总动量
p/(kg•m)
碰后总动量
p′/(kg•m)
相对误差
$|\frac{p′-p}{p}|×100%$
0.21900.3100.26043.68×10-3  
根据上面表格中的信息处理数据,你认为能得到的结论是:在误差允许的范围内,磁撞前后动量守恒..

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

18.有关加速度的说法,正确的是(  )
A.物体的加速度等于0,速度一定等于0
B.物体的加速度增大,物体速度一定增大
C.物体具有向东的加速度,而速度的方向却可以向西
D.在地球表面不同位置处,自由落体加速度一定相同的

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