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【题目】如图所示O为圆心的环状匀强磁场区域的磁感应强度B1=0.2T,环形磁场的内半径R1=0.5m,外半径R2=1.0m,带电粒子的比荷AB连线过O点,AB两点均在磁场内并分别位于磁场的两边界处。(不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用,粒子的速度方向都与纸面平行,边界处于有磁场,不考虑相对论效应)

求:(1)若A点有一粒子源,沿环状磁场半径方向由A点射入磁场的粒子,不能穿越磁场的最大速度多大?

2)若B点有一粒子源,从B点沿切线方向向右射入B1磁场区,为使粒子始终在磁场中运动不从边界离开磁场,则粒子的速度满足什么条件?

3)若小圆区域存在垂直纸面向外的磁场粒子速度大小为沿环状磁场半径方向由A点射入B1磁场区域,则粒子从发出到第一次回到A点需要多长时间?(此问的结果可含有根号,分数,π)

【答案】12

【解析】(1)要粒子沿环状的半径方向射入磁场,不能穿越磁场,则粒子的临界轨迹必须要与外圆相切,轨迹如图所示

由图中可得解得

故粒子沿半径方向射入磁场不能穿越磁场的最大速度为

(2)当粒子以的速度与内圆外圆相切时如图所示由图可知

当粒子以的速度与内圆外圆相切时如图所示由图可知

当粒子以的速度与外圆重合时如图所示由图可知

所以粒子从B点向右沿切线射入磁场以不从磁场射出:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r,所用的电路如图所示,一位同学测得的6组数据如下表中所示。

组别

I/A

U/V

1

012

137

2

020

132

3

031

124

4

032

118

5

050

110

6

057

105

1试根据这些数据在图中作出U-I图线。

2根据图线得出电池的电动势E=________V,根据图线得出的电池内阻r=________Ω。

3若不作出图线,只选用其中两组U和I的数据,可利用公式E=U1+I1r1和E=U2+I2r2算出,这样做可能得出误差很大的结果,选用第________组和第________组数据,求得的E和r误差最大。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图是一质点做直线运动的v-t图像。在0~8s过程中( )

A. 12s内的位移和第42s内的位移相同

B. 4s末与第6s末的位置相同

C. 5s内的加速度与第6s内的加速度方向相反

D. 4s的平均速度与后4s的平均速度相同

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示两根相距L=0.8m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连,导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的的稳恒磁场,其方向与导轨平面垂直,变化率k=0.5T/mx=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T.一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直.棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=4m/s沿导轨向右运动,运动过程中电阻消耗的功率不变.则(  )

A. 金属棒从x=0运动到x=3m过程中安培力保持不变

B. 金属棒从x=0运动到x=3m过程中速度一直减小

C. 金属棒从x=0运动到x=3m过程中安培力做功的大小为12J

D. 金属棒从x=0运动到x=3m过程中外力的平均功率为5.6W

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口,绿灯还有2s将熄灭,此时汽车距离停车线18m.该车加速时最大加速度大小为2m/s2,减速时最大加速度大小为5m/s2.此路段允许行驶的最大速度为12.5m/s,下列说法中正确的有( )

A. 如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线

B. 如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速

C. 如果立即做匀减速运动,在绿灯熄灭前汽车一定能通过停车线

D. 如果距停车线5m处减速,汽车能停在停车线处

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】对下列物理公式的理解,其中正确的是 ( )

A. 可知,某点的电势φ是由放入该点的点电荷所具有的电势能EP和该电荷电量q所决定的

B. 可知,导体的电阻R由它两端的电压U和它当中通过的电流I决定

C. 可知,点电荷Q在距其r处产生的电场强度E由场源电荷Q和距场源电荷的距离r决定

D. 可知,电容器的电容C由电容器所带电荷量Q和两极板间的电势差U决定

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】有一个推矿泉水瓶的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后未停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下,均视为失败。其简化模型如下图所示,AC是长度为L15 m的水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域。已知BC长度L21 m,瓶子质量m0.5 kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数μ0.4。某选手作用在瓶子上的水平推力F20 N,瓶子沿AC做直线运动,假设瓶子可视为质点,g10 m/s2,那么该选手要想游戏获得成功,试问:

(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少?

(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g10m/s2。已知sin37=0.60cos37=0.80,求:

(1)通过导体棒的电流;

(2)导体棒受到的安培力大小和方向;

(3)导体棒受到的静摩擦力。

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【题目】如图所示,用绳子将质量为2kg的盘式弹簧秤吊起,使秤盘保持水平。在秤盘上放上质量为0.5kg的砝码之后,使整个秤竖直向上运动,此时秤的指针示数为0.55kg,不计空气阻力。求:

(1)盘式弹簧秤运动加速度的方向;

(2)盘式弹簧秤运动加速度的大小

(3)绳子对盘式弹簧秤的拉力。

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