满分5 > 高中物理试题 >

在如图(a)所示的正方形平面oabc内存在着垂直于该平面向外的匀强磁场,磁感应强...

在如图(a)所示的正方形平面oabc内存在着垂直于该平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,已知正方形边长为L.一个质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)在t=0时刻平行于oc边从o点射入磁场中.manfen5.com 满分网
(1)若带电粒子从a点射出磁场,求带电粒子在磁场中运动的时间及初速度大小;
(2)若磁场的磁感应强度按如图(b)所示的规律变化,规定磁场向外的方向为正方向,磁感应强度的大小为B,假使带电粒子能从oa边界射出磁场,求磁感应强度B变化周期T的最小值;
(3)若所加磁场与第(2)问中的相同,要使带电粒子从b点沿着ab方向射出磁场,求满足这一条件的磁感应强度变化的周期T及粒子射入磁场时的速度v
(1)带电粒子在匀强磁场中由洛仑兹力提供向心力,做匀速圆周运动,从a点射出磁场时,运动半周,由牛顿定律和几何关系求解. (2)由牛顿定律和圆周运动公式求出粒子圆周运动的周期.根据轨迹分析在磁场变化的半个周期内,粒子圆周运动偏转角度,确定磁场变化的周期与粒子圆周运动周期的关系,磁感应强度变化的周期T.根据对称性,粒子在磁场变化的一个周期内到达b点,其圆周运动的半径最大,速度最大.由几何知识求出最大的半径,再牛顿定律求出最大的速度. (3)画出带电粒子恰好能从oa边界射出磁场时的轨迹,分析在磁场变化的半个周期内,根据几何知识确定粒子圆周运动偏转角度,研究磁场变化的周期与粒子圆周运动周期的关系求解. 【解析】 (1)若带电粒子从a点射出磁场,则做圆周运动的半径为r= 所需时间t= 又根据 得 (2)要使粒子从oa边射出,其临界状态轨迹如图(1)所示 则有sinα= α=30° 在磁场变化的半个周期内,粒子在磁场中旋转150°角,运动时间t= 而t= 所以磁场变化的最小周期为T= (3)若使粒子从b点沿着ab方向射出磁场,轨迹如图(2). 在磁场变化的半个周期内,粒子在磁场中旋转的角度为2β,其中β=45°, 即 所以磁场变化的周期为T= 每一个圆弧对应的弦长OM为s= 圆弧半径r=(n=2,4,6…) 由,得(n=2,4,6…) (1)带电粒子在磁场中运动的时间为及初速度大小为; (2)磁感应强度B变化周期T的最小值为; (3)满足这一条件的磁感应强度变化的周期T为,粒子射入磁场时的速度v为(n=2,4,6…).
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
manfen5.com 满分网如图所示,传送带以v为10m/s的速度向左匀速运行,BC段长L为2m,半径R为1.8m的光滑圆弧槽在B点与水平传送带相切.质量m为0.2kg的小滑块与传送带间的动摩擦因数μ为0.5,g取10m/s2,不计小滑块通过连接处的能量损失.求:
(1)小滑块从M处无初速度滑下,到达底端B时的速度;
(2)小滑块从M处无初速度滑下后,在传送带上向右运动的最大距离以及此过程产生的热量;
(3)将小滑块无初速度放在传送带C端,要使小滑块能通过N点,传送带BC段至少为多长?
查看答案
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测量一个标有“3V、1.5W”的灯泡两端的电压和通过灯泡的电流.现有如下器材:
A.直流电源3V(内阻可不计)
B.直流电流表0~3A(内阻0.1Ω)
C.直流电流表0~600mA(内阻约0.5Ω)
D.直流电压表0~3V(内阻约3kΩ)
E.直流电压表0~15V(内阻约200kΩ)
F.滑动变阻器10Ω、1A
G.滑动变阻器1kΩ、300mA
(1)除开关、导线外,为了完成实验需要从上述器材中选用______(用序号字母表示).
(2)若某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示连接的电路如图(1)所示,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后,发现电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则判断断路的导线为______;若电压表的示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线为______;若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数不能调为零,则断路的导线为______
(3)下表中的各组数据是此学习小组在实验中测得的,根据表格中的数据在如图(2)方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线.
U(V)I(A)
0.50.17
1.00.30
1.50.39
2.00.45
2.50.49
(4)若将该灯泡与一个10Ω的定值电阻串联,直接接在题中电源两端,则可以估算出该小电珠的实际功率为______(结果保留两位有效数字).

manfen5.com 满分网 查看答案
用双缝干涉测光的波长.实验装置如图甲所示,已知单缝与双缝间的距离L1=100mm,双缝与屏的距离L2=700mm,双缝间距d=0.25mm.用测量头来测量亮纹中心的距离.测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图乙所示),记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数.
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图(丙)所示,则对准第1条时读数x1=______mm、对准第4条时读数x2=______mm;
(2)写出计算波长λ的表达式,λ=______(用符号表示),λ=______nm;
manfen5.com 满分网
manfen5.com 满分网
查看答案
manfen5.com 满分网如图所示,点电荷+4Q与+Q分别固定在A、B两点,C、D两点将AB连线三等分,现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动,不计粒子的重力,则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系图象可能是( )
A.manfen5.com 满分网
B.manfen5.com 满分网
C.manfen5.com 满分网
D.manfen5.com 满分网
查看答案
一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和一个定值电阻、二个可变电阻及电源连接成如图所示的电路.当开关S1、S2都闭合时,质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动.下列操作油滴仍保持不动的是( )
manfen5.com 满分网
A.增大R1
B.增大R3
C.断开开关S1
D.断开开关S2
查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.