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一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形...

一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形区域的左边界ad长为L,现从ad中点O垂直于磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°、大小为v0的带正电粒子,如下图所示.已知粒子电荷量为q,质量为m(重力不计):

说明: 6ec8aac122bd4f6e

1.若要求粒子能从ab边射出磁场,v0应满足什么条件?

2.若要求粒子在磁场中运动的时间最长,粒子应从哪一条边界处射出,出射点位于该边界上何处?最长时间是多少?

 

1. 2. 【解析】(1)当粒子轨迹恰好与cd边相切时,是粒子能从ab边射出磁场区域时轨迹圆半径最大的情况,设此半径为R1,如图甲所示。 则有 可得:                  …………………………………………  2分 当粒子轨迹恰好与ab相切时是粒子能从ab边射出磁场区域时轨迹圆半径最小的情况,设此半径为R2,如图乙所示 则有: 得:                  …………………………………………  2分 故粒子从ab边射出的条件为, 即                        …………………………………………  1分 根据,得       所以                 …………………………………………  2分 (2)因为              …………………………………………  1分 所以粒子运动所经过的圆心角越大,粒子在磁场中运动时间越长,从图中可以看出,如果粒子从cd边射出,则圆心角最大为60°,若粒子从ab边射出,则圆心角最大为240°,粒子从ab边射出,圆心角最大为360°-60°=300°,由于磁场无右边界,故粒子不可能从右侧射出. 综上所述,为使粒子在磁场中运动的时间最长,粒子应从ad边射出,如图乙所示,设出射点到O的距离为x,从图中可以看出,P点是离O距离最大的出射点                   ………………………………………  1分 则  , 即出射点到O的距离不超过……………………………………… 1分     …………………………………………  2分
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考点分析:
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如图甲所示,在倾角为30°的足够长光滑斜面AB前,有一粗糙水平面OAOA长为4m.有一质量为m的滑块,从O处由静止开始受一水平向右的力F作用.F按图乙所示的规律变化,滑块与OA间的动摩擦因数μ=0.25,g取10m/s2.试求:

1.滑块到A处的速度大小;

2.不计滑块在A处的速率变化,滑块冲上斜面AB的长度是多少?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,有位于竖直平面上的半径为R的圆形光滑绝缘轨道,其上半部分处于竖直向下、场强为E的匀强电场中,下半部分处于水平向里的匀强磁场中。质量为m,电量为q的带正电小球,从轨道的水平直径的M端由静止释放,若小球在某一次通过最低点时对轨道的压力为零,求:

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1.磁感强度B的大小。

2.小球对轨道最低点的最大压力。

3.若要小球在圆形轨道内作完整的圆周运动,小球从轨道的水平直径的M端下滑的最小速度。

 

 

 

 

 

 

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如图所示,两个光滑的梯形木块AB紧挨着并排放在光滑水平面上,已知θ=60°,mA=2kg,mB=1kg,现同时施水平力F1=5N作用于AF2=2N作用于B,作用的方向相反。两木块在运动中无相对滑动,则BA的作用力大小为_______N。

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如图所示为一交流发电机的示意图.线圈在匀强磁场中以一定的角速度匀速转动,线圈电阻r=5Ω,负载电阻R=15Ω.当开关断开时,交流电压表的示数为20V,那么电刷ab之间的电压最大值为________V。当K闭合后,交流电压表的示数为________V。

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有一台电动起重机,其两端的电压为380伏,通过它的电流为10安时,起重机正好以3m/s的速度匀速提起100千克的物体,不考虑其他机械能的损失,则电动机的电阻为          Ω。(g取10m/s2

 

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