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如图所示,AB的右侧有方向垂直纸面向里匀强磁场,磁感应强度大小为B,一个带负电的粒子(重力不计)质量为m,电荷量为q,以速率v与AB成θ=30°从A点射入匀强磁场中,求:
(1)出射点B到入射点A的距离LAB
(2)粒子在磁场中运动的时间t.
分析:(1)根据牛顿第二定律,由洛伦兹力提供向心力,从而求出半径,再由几何关系,结合对称性,即可求解;
(2)根据运动的周期公式,结合圆心角,即可求解.
解答:解:(1)粒子进入磁场后在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有:qvB=m
v2
r

解得粒子做圆周运动的半径:r=
mv
qB

因为θ=30°,
根据对称性原则,由几何关系可知△AOB为等边三角形,
所以出射点B到入射点A的距离LAB=r=
mv
qB

(2)粒子在磁场中运动的周期:T=
2πr
v
=
2πm
qB

所以粒子在磁场中运动的时间:t=
5πm
3qB

答:(1)出射点B到入射点A的距离LAB=
mv
qB

(2)粒子在磁场中运动的时间t=
5πm
3qB
点评:考查粒子在磁场中做匀速圆周运动,掌握牛顿第二定律的应用,理解洛伦兹力提供向心力,并注意运动的时间除与周期有关外,还关注圆弧的圆心角.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,AB为一对平行板,板间存在匀强电场,板长L=16cm,两板间距离d=16cm,两板间电势差UAB=+1200V.带电粒子的电荷量为q=+1.0×10-10C、质量m=1.0×10-20kg,该粒子沿电场中心线CD以初速度υ0=4×106m/s垂直电场线射入电场.AB板右侧MN、PQ区域存在水平向右的匀强电场,MN与PQ间的电势差为1200V(粒子的重力不计)
(1)求粒子从AB间匀强电场射出时速度的方向及大小.
(2)求粒子射出PQ时的动能.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?淮南三模)如图所示,ab为与水平面成37°角的倾斜轨道,其延长线在c点与半圆轨道cd相切,cd的半径R=1.2m,全部轨道由绝缘材料制成且位于竖直内面内.整个空间存在水平向左的匀强电场E,ab轨道b端的右侧空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场B.-个质量m=0.24kg的带电小球沿ab轨道下滑,至b点时的速度vb=12m/s,接着沿直线bc(此处无轨道)匀速运动到c处进入半圆轨道cd,且到达d点时对轨道的压力大小FN=2.7N,小球从d点飞出时磁场消失.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,
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=3.87.求:
(1)小球所带电荷的种类.
(2)小球离开d点后的运动轨迹与直线ac的交点距c点的距离.
(3)小球在半圆轨道上运动时克服摩擦力所做的功.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距L,在M、P点和N、Q点间各连接一个阻值恒为R的灯泡,在两导轨间虚线cd的右侧有垂直导轨平面竖直向上,宽度为d的有界磁场,磁感应强度的大小为B0.一电阻也为R,长度也刚好为L、质量为m的导体棒ab垂直放在导轨上,开始时ab与 cd的相距一定的距离.现让棒ab在恒力F作用下从静止开始向右运动,当棒ab进入磁场后恰好做匀速运动,且恰能使两灯正常工作,棒ab与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计.求:
(1)两灯的额定电压;
(2)棒ab经过磁场区域的过程中灯L1所消耗的电能;
(3)撤掉导体棒ab,均匀改变磁感应强度,为使两灯正常发光,试求磁感应强度Bt的变化规律.精英家教网

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,光滑的水平面AB(足够长)与半径为R=0.8m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切,D点为半圆轨道最高点.A点的右侧等高地放置着一个长为L=20m、逆时针转动速度为v0=10m/s的传送带.用轻质细线连接甲、乙两物体,中间夹一轻质弹簧,弹簧与甲乙两物体不栓接.甲的质量为m1=3kg,乙的质量为m2=1kg,甲、乙均静止在光滑的水平面上.现固定乙球,烧断细线,甲离开弹簧后进入半圆轨道并可以通过D点,且过D点时对轨道的压力恰好等于甲的重力.传送带与乙物体间摩擦因数为0.6,重力加速度g取l0m/s2,甲、乙两物体可看作质点.
(1)求甲球离开弹簧时的速度.
(2)若甲固定,乙不固定,细线烧断后乙可以离开弹簧后滑上传送带,求乙在传送带上滑行的最远距离.
(3)甲乙均不固定,烧断细线以后,求甲和乙能否再次在AB面上水平碰撞?若碰撞,求再次碰撞时甲乙的速度;若不会碰撞,说明原因.

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