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【题目】如图所示,MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B.一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域,最后到达感光板上的P点.经测量P、O间的距离为l,不计带电粒子受到的重力.求:

(1)带电粒子所受洛伦兹力的大小
(2)带电粒子的质量大小.

【答案】
(1)解:带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,则其所受洛伦兹力f=qvB;

答:带电粒子所受洛伦兹力的大小为qvB.


(2)解:带电粒子做匀速圆周运动的半径R=

由牛顿第二定律得

qvB=m

解得m=

答:带电粒子的质量大小为


【解析】(1)由图看出,带电粒子运动半周垂直打在P点,则知其运动半径为r= ,带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律可求出向心力.(2)由牛顿第二定律和半径可求出带电粒子的质量.
【考点精析】本题主要考查了洛伦兹力的相关知识点,需要掌握洛伦兹力始终垂直于v的方向,所以洛伦兹力一定不做功才能正确解答此题.

练习册系列答案
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【题目】如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过时间1s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰。已知半圆形管道的半径为R=5m,小球可看做质点且其质量为m=5kg,重力加速度为g。求:

1)小球在斜面上的相碰点CB点的水平距离;

2)小球经过管道的B点时,受到管道的作用力FNB的大小和方向.

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【题目】如图甲所示,在倾角为37°的粗糙足够长斜面的底端,一质量m2 kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定,滑块与弹簧不相连.t0时解除锁定,计算机通过传感器描绘出滑块的速度-时间图象如图乙所示,其中Ob段为曲线,bc段为直线,g10 m/s2sin 37°0.6cos 37°0.8.则下列说法正确的是(  )

A. 0.15 s末滑块的加速度为-8 m/s2

B. 滑块在0.10.2 s时间间隔内沿斜面向下运动

C. 滑块与斜面间的动摩擦因数μ0.25

D. 在滑块与弹簧脱离之前,滑块一直在做加速运动

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【题目】如图所示,在水平向左的匀强电场中,一带电小球质量为m,电量为﹣q.用绝缘轻绳(不伸缩)悬于O点,平衡时小球位于A点,此时绳与竖直方向的夹角θ=30°.绳长为l,AO=CO=DO=l,OD水平,OC竖直.求:

(1)电场强度E;
(2)当小球移到D点后,让小球由静止自由释放,小球向右摆动过程中的最大速率和该时刻轻绳中张力(计算结果可带根号).

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【题目】某同学在做验证平行四边形定则的实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置 O 点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向,如图 (a)所示。

(1)试在图(a)中作出 F1 F2 的合力,并用 F 表示此力

(2)有关此实验,下列叙述正确的是______

A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大

B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力

C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置 O 这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同

D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力 的大小即可

(3)本实验采用的科学方法是____

A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法

(4)图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个比较符合实验事实?(力 F′ 是用一只弹簧测力计拉时的图示)答:_____

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【题目】静止在斜面上的重物的重力可以分解为沿斜面方向向下的分力F1和垂直于斜面方向的分力F2,关于这两个分力,下列的说明正确的是( )

A. F1作用在物体上,F2作用在斜面上

B. F2的性质是弹力

C. F2就是物体对斜面的正压力

D. F1F2是与物体的重力等效的力,实际存在的就是重力

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【题目】某实验小组同学用如图1所示装置探究物体加速度与力、质量的关系

1)打点计时器是一种使用_____(填交流直流)电源的计时仪器.

2)在研究物体中速度与力的关系时,保持不变的物理量是_____

A.小车质量 B.塑料桶和桶中砝码的质量

3)实验中,要使小车的质量_____(填远大于远小于)塑料桶和桶中砝码的质量,才能认为细线对小车的拉力等于塑料桶和砝码的重力.

4)图2为某次实验得到的纸带,测出AB=1.2cmAC=3.6cmAD=7.2cm,计数点ABCD中,每相邻的两个计数点之间有四个小点未画出,则运动物体的加速度a=_____m/s2,打B点时运动物体的速度vB=_____m/s

5)当小车的质量一定时,测得小车的加速度a与拉力F的数据如下表:

F/N

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

a/ms2

0.10

0.23

0.27

0.40

0.49

根据表中数据,在如图3所示坐标系中作出a﹣F图象_____

②图线存在截距,其原因是_____

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【题目】如图所示,小车M在恒力F的作用下,沿水平地面做直线运动,由此可判断(  )

A. 若地面光滑,则小车一定受三个力的作用

B. 若地面粗糙,则小车一定受四个力的作用

C. 若小车做匀速运动,则小车一定受四个力的作用

D. 若小车做匀加速运动,则小车一定受三个力的作用

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【题目】如图所示,在水平面内,OCOD间的夹角θ=30°,OCOD间有垂直纸面向外的匀强磁场I,磁感应强度大小为B1=B0,OAOC间的夹角α=45°,OAOC间有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m带负电荷的粒子q(不计重力)M点沿与OD方向成60°角的方向射入磁场I,并刚好垂直于OC离开磁场进入磁场,且粒子刚好能从OA边飞出。求:

(1)粒子经过匀强磁场所用的时间;

(2)匀强磁场的磁感应强度B2大小;

(3)OD边下方一圆形区域内(未画出)存在竖直方向的匀强电场,电场强度大小为E,粒子以初速度v0垂直

60°于电场线方向射入电场,飞经电场后再从M点沿与OD方向成60°角进入磁场,则圆形电场区域的最小面积S。

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