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题目列表(包括答案和解析)

25②(供选用《选修3-l》物理课教材的学生做)
如图所示,空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场,电场强度为E,场区宽度为L.在紧靠电场的右侧空间分布着方向垂直于纸面的两个匀强磁场,磁感应强度均为B,两磁场的方向相反、分界面与电场边界平行,且右边磁场范围足够大.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后,在电场和磁场存在的空间进行周期性的运动.已知电场的右边界到两磁场分界面间的距离是带电粒子在磁场中运动的轨道半径的
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倍,粒子重力不计.求:
(1)粒子经电场加速后,进入磁场的速度大小;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径;
(3)粒子从A点出发到第一次返回A点的时间.

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(25分)图示为一固定不动的绝缘的圆筒形容器的横截面,其半径为R,圆筒的轴线在O处.圆筒内有匀强磁场,磁场方向与圆筒的轴线平行,磁感应强度为B.筒壁的H处开有小孔,整个装置处在真空中.现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子P以某一初速度沿筒的半径方向从小孔射入圆筒,经与筒壁碰撞后又从小孔射出圆筒.设:筒壁是光滑的,P与筒壁碰撞是弹性的,P与筒壁碰撞时其电荷量是不变的.若要使P与筒壁碰撞的次数最少,问:

1.P的速率应为多少?

2.P从进入圆筒到射出圆筒经历的时间为多少?

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(25分)图中正方形ABCD是水平放置的固定梁的横截面,AB是水平的,截面的边长都是l.一根长为2l的柔软的轻细绳,一端固定在A点,另一端系一质量为m的小球,初始时,手持小球,将绳拉直,绕过B点使小球处于C点.现给小球一竖直向下的初速度v0,使小球与CB边无接触地向下运动,当,分别取下列两值时,小球将打到梁上的何处?

1.

2.

设绳的伸长量可不计而且绳是非弹性的.

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(25分)从赤道上的C点发射洲际导弹,使之精确地击中北极点N,要求发射所用的能量最少.假定地球是一质量均匀分布的半径为R的球体,R=6400km.已知质量为m的物体在地球引力作用下作椭圆运动时,其能量E与椭圆半长轴a的关系为式中M为地球质量,G为引力常量.

  

1.假定地球没有自转,求最小发射速度的大小和方向(用速度方向与从地心O到发射点C的连线之间的夹角表示).

2.若考虑地球的自转,则最小发射速度的大小为多少?

3.试导出

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25②(供选用《选修3-l》物理课教材的学生做)
如图所示,空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场,电场强度为E,场区宽度为L.在紧靠电场的右侧空间分布着方向垂直于纸面的两个匀强磁场,磁感应强度均为B,两磁场的方向相反、分界面与电场边界平行,且右边磁场范围足够大.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后,在电场和磁场存在的空间进行周期性的运动.已知电场的右边界到两磁场分界面间的距离是带电粒子在磁场中运动的轨道半径的倍,粒子重力不计.求:
(1)粒子经电场加速后,进入磁场的速度大小;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径;
(3)粒子从A点出发到第一次返回A点的时间.

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