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    【题目】太阳喷发大量高能带电粒子，这些粒子形成的“太阳风”接近地球时，假如没有地球磁场， “太阳风”就不会受到地磁场的作用发生偏转而直射地球。在这种高能粒子的轰击下，地球的大气成分可能不是现在的样子，生命将无法存在。地磁场的作用使得带电粒子不能径直到达地面，而是被“运到”地球的南北两极，南极光和北极光就是带电粒子进入大气层的踪迹。假设“太阳风”主要成分为质子，速度约为0.1C（C=）。近似认为地磁场在赤道上空为匀强环形磁场，平均强度为，示意图如图所示。已知地球半径为，质子电荷量，质量。如果“太阳风”在赤道平面内射向地球，太阳喷发高能带电粒子，这些粒子形成的太阳风接近地球时，假如：

    （1）太阳风中质子的速度的方向任意，则地磁场厚度d为多少时才能保证所有粒子都不能到达地表？并画出与之对应的粒子在磁场中的轨迹图。（结果保留两位有效数字）

    （2）太阳风中质子垂直地表指向地心方向入射，地磁场的厚度至少为多少才能使粒子不能到达地表？并画出与之对应的粒子在磁场中的轨迹图。（结果保留两位有效数字）（时，）

    （3）太阳风中粒子的入射方向和入射点与地心连线的夹角为α如图，0<α<90°，磁场厚度满足第（1）问中的要求为定值d。电子质量为me，电荷量为-e，则电子不能到达地表的最大速度和角度α的关系，并画出与之对应的粒子在磁场中的轨迹图。（图中磁场方向垂直纸面）

    【答案】（1）13km，图见解析；（2）6.3km，图见解析；（3），图见解析；

    【解析】

    （1）由可得，粒子做圆周运动半径为

    轨迹如图中曲线①所示，由几何关系，地磁场的厚度至少为d=2R，故

    d=13km

    （2）轨迹如图中曲线②所示，显然R<<r，根据勾股定理可知

    由，利用解得

    得d=R=6.3km

    （3）轨迹如图所示

    由余弦定理得

    其中，解得

    电子做圆周运动的半径为

    联立可得

    上式即为电子最大速度和满足的关系。

    练习册系列答案
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    【题目】把一个带电荷量为2×10-8 C的正点电荷从电场中的A点移到无限远处时，静电力做功8×10-6 J；若把该电荷从电场中的B点移到无限远处时，静电力做功2×10-6 J，取无限远处电势为零。

    (1)求A点的电势。

    (2)求A、B两点的电势差。

    (3)若把电荷量q= -2×10-5 C的电荷由A点移到B点，静电力做的功为多少?

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    【题目】如图所示，线圈ABCD匝数n=10，面积S=0.4m2，边界MN(与线圈的AB边重合)右侧存在磁感应强度B=T的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕AB边以ω=10πrad/s的角速度匀速转动。则以下说法正确的是（　　）

    A.线圈产生的是正弦交流电

    B.线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40V

    C.线圈转动s时瞬时感应电动势为40V

    D.线圈产生的感应电动势的有效值为40V

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    【题目】图示纸带记录的为在研究匀变速直线运动规律的实验中小车的运动情况，A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.1s，则：

    （1）下列操作中正确的有______（填选项代号）

    A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器

    B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端

    C．应先接通电源，后释放小车

    D．电火花计时器应使用低压交流电源

    （2）计算：打D点时小车的瞬时速度大小为______m/s；运动小车的加速度大小为______m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】平行板电容器C与两个可变电阻器R1、R2以及电源连成如图所示的电路．闭合开关S待电路稳定后，电容器C两极板带有一定的电荷．要使电容器所带电荷量增加，以下方法中可行的是

    A.只增大R1

    B.只减小R1

    C.只减小R2

    D.只减小a、b两极板间的距离

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】在研究微型电动机的性能时,可采用图示的实验电路.当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V.则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是( )

    A.电动机的输出功率为8 W

    B.电动机的输出功率为30 W

    C.电动机的内电阻为2 Ω

    D.电动机的内电阻为7.5 Ω

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，现使B板带电，则下列判断正确的是

    A.将A极板稍微向右移动，指针张角变大

    B.将A板稍微上移，静电计指针张角将变大

    C.若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角将变大

    D.若将A板拿走，则静电计指针张角变为零

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    【题目】如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线1、2、3，已知，两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出.仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则下列说法正确的是

    A.两点间电势差绝对值大于两点间电势差绝对值

    B.a一定带正电，b一定带负电

    C.运动过程中，a的加速度减小，b的加速度增大

    D.a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小

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