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如图所示,为一磁约束装置的原理图,圆心为原点O、半径为R0的圆形区域Ⅰ内有方向垂直xoy平面向里的匀强磁场。一束质量为m、电量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为(0、R0)的A点沿y负方向射入磁场区域Ⅰ,粒子全部经过x轴上的P点,方向沿x轴正方向。当在环形区域Ⅱ加上方向垂直于xoy平面的匀强磁场时,上述粒子仍从A点沿y轴负方向射入区域Ⅰ,粒子经过区域Ⅱ后从Q点第2次射入区域Ⅰ,已知OQx轴正方向成600。不计重力和粒子间的相互作用。求:

    (1)区域Ⅰ中磁感应强度B1的大小;

(2)若要使所有的粒子均约束在区域内,则环形区域Ⅱ中B2的大小、方向及环形半径R至少为大;

(3)粒子从A点沿y轴负方向射入后至再次以相同的速度经过A点的运动周期。

 



解 (1)设在区域Ⅰ内轨迹圆半径为 = R0; (1分)

  (1分)  (1分)∴(1分)

(2)设粒子在区域Ⅱ中的轨迹圆半径为,部分轨迹如图,有几何关系知:    (2分),    ,(1分)

,(1分)

方向与相反,即垂直xoy平面向外(1分)

由几何关系得,(2分) 

(1分)

(3)轨迹从A点到Q点对应圆心角,要仍从A点沿y轴负方向射入,需满足;   ,即取最小整数m=5,n=12    (3分)

,其中(2分)

代入数据得(1分)


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


一个T型电路如图所示,电路中的电阻,R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω .另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计。则(  )

 A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40         

 B. 当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40

C. 当ab两端接通测试电源时, cd两端的电压为80 V

D. 当cd两端接通测试电源时, ab两端的电压为80 V

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如图8所示,O1O2为带电平行板电容器的中轴线,三个相同的带电粒子沿轴线射入两板间.粒子1打到B板的中点,粒子2刚好打在B板边缘,粒子3从两板间飞出,设三个粒子只受电场力作用,则(  )

A.三个粒子在电场中运动时间关系为t1<t2=t3

B.三个粒子在电场中运动时间关系为t1=t2>t3

C.三个粒子在电场中运动的初速度关系为v1=v2=v3

D.三个粒子在飞行过程中动能的变化量关系为ΔE1>ΔE2>ΔE3

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科目:高中物理 来源: 题型:


电磁泵在目前的生产科技中得到了广泛应用。如图5所示是电磁泵的原理图,泵体是一个长方体,ab边长为L,两侧端面是边长为a的正方形;流经泵体内的液体密度为ρ,在进口处接入电导率为σ(电阻率的倒数)的导电液,泵体所在处有方向垂直向外的磁场B,泵体的上下两表面接在电压恒为U的电上。则

A.泵体上表面应接电负极

    B.通过泵体的电流I = UL/σ

    C.增大磁感应强度每秒被抽液体的质量就越大

D.增大导电液σ,电磁驱动力所产生的附加压强越小

 


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如图11甲电路所示,电阻R两端的电压U与通过该电阻的电流I的变化关系如图11乙所示,电电动势为7.0 V,内阻不计。电阻R1=1000 Ω,且阻值不随温度变化。若改变R2,使ABBC间的电压相等,则此时

A.R的阻值为1000 Ω

B.R的阻值为400Ω

C.通过R的电流为2.5 mA

D.通过R的电流为2.0 mA

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科目:高中物理 来源: 题型:


一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大

小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为(   )

A.          B.          C.           D.

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科目:高中物理 来源: 题型:


一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后速度大小变为10m/s.在这段时间内物体的(  )

A.位移的大小可能小于4m

B.位移的大小可能大于10m

C.加速度的大小可能小于4m/s2

D.加速度的大小可能大于10m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图6所示,直线OAC为一直流电源的总功率P随电流I变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线,若A、B的横坐标为1A,那么AB线段表示的功率等于(      )

       A.1W                    

B.2W

       C.3W                    

D.2.5W

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实验室中常用滑动变阻器来调节电流的大小,有时用一个不方便,须用两个阻值不同的滑动变阻器,一个作粗调(被调节的电流变化大),一个作微调(被调节的电流变化小)。使用时联接方式可以是串联、也或以是并联,如图所示,则

A、串联时,阻值大的作粗调             B、串联时,阻值大的作微调

C、并联时,阻值大的作微调             D、并联时,阻值大的作粗调

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