【題目】如圖所示，直角坐標(biāo)系僅第一象限有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，僅在第二象限有垂直坐標(biāo)軸平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸上有一無(wú)限長(zhǎng)平板，在(0，L)處有一粒子發(fā)射源S，粒子發(fā)射源可向坐標(biāo)軸平面內(nèi)的各個(gè)方向發(fā)射速度可變化的同種粒子，粒子質(zhì)量為m，帶電量為q。已知當(dāng)沿x軸負(fù)方向發(fā)射粒子的速度大小、為v0時(shí)，粒子恰好垂直打到平板上，不計(jì)粒子的重力。

(1)只改變發(fā)射源在坐標(biāo)軸平面內(nèi)發(fā)射粒子的方向(僅向y軸左側(cè)發(fā)射)，若粒子打在x軸負(fù)半軸上，求帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間；

(2)只改變發(fā)射源在坐標(biāo)軸平面內(nèi)發(fā)射粒子的速度大小(方向仍沿x軸負(fù)方向)，要使帶電粒子打在x軸正半軸上的距離最遠(yuǎn)，求發(fā)射速度的大小。

【答案】(1) (2)

【解析】（1）根據(jù)題意和粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，帶電粒子帶正電且在磁場(chǎng)中的軌道半徑為R=L，由洛倫茲力提供向心力Bv0q=m

解得 帶電粒子打到O點(diǎn)時(shí)（對(duì)應(yīng)路程最短）在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為

可得運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間

（2）設(shè)粒子發(fā)射速度大小為v，由洛倫茲力提供向心力Bvq=m

可得 ，粒子打在平板上x軸右側(cè)，則2R<L，即

在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)L-2R=at2

x=vt

解得

求導(dǎo)可知，當(dāng)v=v0時(shí)，x有最大值，帶電粒子打到平板落點(diǎn)的最右端.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線(xiàn)MN固定在絕緣水平面上，導(dǎo)線(xiàn)中通有圖乙所示的電流i(沿NM方向?yàn)檎?。與R組成閉合電路的導(dǎo)線(xiàn)框ABCD同直導(dǎo)線(xiàn)處在同一水平面內(nèi)，AB邊平行于直導(dǎo)線(xiàn)，則

A. 0~t0時(shí)間內(nèi)，流過(guò)R的電流方向?yàn)镃→R→D

B. t0~2t0時(shí)間內(nèi)，流過(guò)R的電流方向?yàn)镃→R→D

C. 0~t0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線(xiàn)框所受安掊力的大小先增大后減小

D. t0~2t0時(shí)間與2t0~3t0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線(xiàn)框所受安培力的方向均向右

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)氣缸開(kāi)口向下與大氣連通，放在水平地面上。氣缸內(nèi)部有一個(gè)質(zhì)量為m的活塞，氣缸內(nèi)部的橫截面積為S，初始時(shí)活塞靜止，距離氣缸底部為h，熱力學(xué)溫度為T。已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g。（不計(jì)氣缸內(nèi)氣體的重量及活塞與氣缸壁間的摩擦）

①若將活塞上方氣體的熱力學(xué)溫度升高到2T，則活塞下降的距離？

②若保持溫度為T不變，現(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢向上推，求將氣缸剛推離地面時(shí)活塞上升的距離為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L的正方形導(dǎo)線(xiàn)框靜止在光滑絕緣水平桌面上，桌面上直線(xiàn)PQ左側(cè)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，PQ右側(cè)有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，俯視圖如圖所示�，F(xiàn)使線(xiàn)框以垂直PQ的初速度向磁場(chǎng)Ⅱ運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線(xiàn)框的三分之一進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)，線(xiàn)框速度為 ，在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 線(xiàn)框速度為時(shí)，線(xiàn)框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?/span>

B. 線(xiàn)框速度為時(shí)，線(xiàn)框的加速度大小為

C. 線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱為

D. 流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電荷量為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下圖中ABC表示三棱鏡的橫截面，入射光線(xiàn)從AB面射入，經(jīng)界面AB折射后直接到達(dá)AC面，經(jīng)界面AC折射后沿方向射出。測(cè)得,， 。求：

Ⅰ.該三棱鏡的折射率；

Ⅱ.保持入射點(diǎn)不變，使入射光線(xiàn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使該光線(xiàn)經(jīng)界面AB折射后直接到達(dá)AC面，且恰好在界面AC發(fā)生全反射，求此時(shí)與AB邊邊夾角的余弦值。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，直立輕彈簧下端固定在水平地面上，自由伸長(zhǎng)時(shí)上端位于O點(diǎn)，現(xiàn)在上端固定一質(zhì)量為m的木板，靜止時(shí)木板位于A點(diǎn)，彈簧的壓縮量為h。將一質(zhì)量為m的小物塊從木板上方B點(diǎn)由靜止釋放，物塊打到木板上并立刻與木板一起向下運(yùn)動(dòng)，但不粘連，到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)，物塊離開(kāi)木板后最高能運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，整個(gè)過(guò)程忽略空氣阻力，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是

A. 整個(gè)過(guò)程中，木板、物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B. 物塊和木板一起運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，在A點(diǎn)速度最大

C. 物塊和木板一起向上運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為mgh

D. 物塊和木板一起向上運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)，物塊和木板間彈力為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】撐桿跳高是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的體育運(yùn)動(dòng)，完整的過(guò)程可以簡(jiǎn)化成三個(gè)階段：持桿助跑、撐桿起跳上升、越桿下落。撐桿跳高的過(guò)程中包含很多物理知識(shí)，下列說(shuō)法正確的是

A. 持桿助跑過(guò)程，重力的反作用力是地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力

B. 撐桿起跳上升階段，彎曲的撐桿對(duì)人的作用力大于人對(duì)撐桿的作用力

C. 撐桿起跳上升階段先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)

D. 最高點(diǎn)手已離開(kāi)撐桿，運(yùn)動(dòng)員還能繼續(xù)越過(guò)橫桿，是因?yàn)槭艿搅艘粋�(gè)向前的沖力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷，A為中垂線(xiàn)上一點(diǎn)，B為連線(xiàn)上一點(diǎn)，電荷在該電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)僅受電場(chǎng)力的作用，則下列說(shuō)法正確的是 ( )

A. 電子在兩正點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上可以做往復(fù)運(yùn)動(dòng)

B. 若電子有一合適的初速度，可以在兩正點(diǎn)電荷連線(xiàn)中垂面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

C. 若在A點(diǎn)釋放一正電荷，則該電荷沿中垂線(xiàn)向無(wú)限遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)，速度越來(lái)越大，加速度越來(lái)越小

D. 若在B點(diǎn)由靜止釋放一正電荷，則該正電荷將做往復(fù)運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩等高氣缸A、B內(nèi)壁光滑，且氣缸A的直徑為氣缸B的2倍，下部由體積可忽略的細(xì)管連通；A上端與大氣連通，B上端封閉；兩氣缸除B頂部導(dǎo)熱外，其余部分均絕熱。兩氣缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b，活塞b把封閉著的理想氣體分成兩部分；當(dāng)大氣壓為P0，外界和氣缸內(nèi)氣體溫度均為27℃且平衡時(shí)，活塞a、b離氣缸頂部的距離均為氣缸高度的1/4.

①現(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)a、b下方的氣體緩慢加熱，當(dāng)活塞a恰升至頂部時(shí)，求活塞a、b間氣體的溫度；

②繼續(xù)緩慢加熱，使活塞b上升，當(dāng)活塞b上升的距離是氣缸高度的1/16時(shí)，求活塞b上方的氣體壓強(qiáng)。

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