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【題目】如圖甲所示，在直角坐標系中的0≤x≤L區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場，以點(3L，0)為圓心、半徑為L的圓形區(qū)域，與x軸的交點分別為M、N．在xOy平面內，從電離室產生的質量為m，帶電量為e的電子以幾乎為零的初速度飄入電勢差為U的加速電場中，加速后經過右側極板上的小孔沿x軸正向由y軸上的P點進入到磁場，飛出磁場后從M點進入圓形區(qū)域時，速度方向與x軸夾角為60o，此時在圓形區(qū)域加如圖乙所示的周期性變化的磁場，以垂直于紙面向外為磁場正方向，電子運動一段時間后從N點飛出，速度方向與M點進入磁場時的速度方向相同．求：

(1)P的縱坐標；

(2) 0≤x≤L區(qū)域內勻強磁場磁感應強度B的大��；

(3)寫出圓形磁場區(qū)域磁感應強度B0的大小、磁場變化周期T各應滿足的表達式．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）電子在矩形磁場區(qū)域做圓周運動，出磁場后做直線運動，其軌跡如圖所示

由幾何關系有：，

（2）由動能定理，可得，又

把幾何關系代入解得

（3）在磁場變化的半個周期內粒子的偏轉角為120°，根據幾何知識，在磁場變化的半個周期內，粒子在x軸方向上的位移恰好等于，粒子到達N點而且速度符合要求的空間條件是：

電子在磁場做圓周運動的軌道半徑

解得（n=1.2.3…..）

粒子在磁場變化的半個周期恰好轉過圓周，同時MN間運動時間是磁場變化周期的整數倍，可使粒子到達N點并且速度滿足題設要求，應滿足的時間條件：

又，解得（n=1.2.3.4…….）

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在空間中存在垂直紙面向里的勻強磁場，質子和某種粒子從磁場下邊界MN 上的O 點以相同的速度v0（v0 在紙面內，θ為銳角）射入磁場中，發(fā)現(xiàn)質子從邊界上的F 點離開磁場，另一粒子從 E 點離開磁場。已知EF=2d ，FO = d ．不計粒子的重力和粒子間的相互作用力．下列說法正確的是

A. 從E 點飛出的可能是α粒子

B. 從E 點飛出的可能是氚核

C. 兩種粒子在磁場中的運動時間相等

D. 兩種粒子在磁場中運動軌跡對應的圓心角相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知均勻帶電球殼內部電場強度處處為零，電勢處處相等．如圖所示，正電荷均勻分布在半球面上，Ox為通過半球頂點與球心O的軸線．A、B為軸上的點，且OA=OB．C、D為直徑上的兩點，且OC=OD．則下列判斷正確的是( )

A. A點的電勢與B點的電勢相等

B. C點的電場強度與D點的電場強度不相同

C. A點的電場強度與B點的電場強度相同

D. 在A點由靜止開始釋放重力不計的帶正電粒子，該粒子將沿AB做勻加速直線運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，帶電粒子由靜止開始，經電壓為U1的加速電場加速后，垂直電場方向進入電壓為U2的平行板電容器，經偏轉落在下板的中間位置。為使同樣的帶電粒子，從同樣的初始位置由靜止加速、偏轉后能穿出平行板電容器，下列措施可行的是

A. 保持U2和平行板間距不變，減小U1

B. 保持U1和平行板間距不變，增大U2

C. 保持U1、U2和下板位置不變，向下平移上板

D. 保持U1、U2和下板位置不變，向上平移上板

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學設計了一個測量物體質量的電子裝置，其結構如圖甲、乙所示。E形磁鐵的兩側為S極，中心為N極，可認為只有磁極間存在著磁感應強度大小均為B的勻強磁場。一邊長為L橫截面為正方形的線圈套于中心磁極，線圈、骨架與托盤連為一體，總質量為m0，托盤下方連接一個輕彈簧，彈簧下端固定在磁極上，支撐起上面的整個裝置，線圈、骨架與磁極不接觸。線圈的兩個頭與外電路連接（圖上未標出）。當被測量的重物放在托盤上時，彈簧繼續(xù)被壓縮，托盤和線圈一起向下運動，之后接通外電路對線圈供電，托盤和線圈恢復到未放重物時的位置并靜止，此時由對應的供電電流可確定重物的質量。已知彈簧勁度系數為k，線圈匝數為n，重力加速度為g。問：

（1）當線圈與外電路斷開時，以不放重物時托盤的位置為位移起點，豎直向下為位移的正方向。試在圖丙中畫出，托盤輕輕放上質量為m的重物后，托盤向下運動過程中彈簧彈力F的大小與托盤位移x的關系圖象，再根據上面得到的F-x圖象，求從托盤放上質量為m的重物開始到托盤達到最大速度的過程中，彈簧彈力所做的功W；

（2）當線圈與外電路接通時，通過外電路給線圈供電，托盤和線圈恢復到未放重物時的位置并靜止。若線圈能夠承受的最大電流為I，求該裝置能夠測量的最大質量M；

（3）在線圈能承受的最大電流一定的情況下，要增大質量的測量范圍，可以采取哪些措施？（至少答出2種）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】英國數學家懷特海說：“近代力學體系的全部發(fā)展過程剛好占了兩個世紀……伽利略跨 出了第一步，找到了正確的思維道路。”“伽利略跨出了第一步”是指

A. 改變了那個時代人類對宇宙的認識，動搖了“神創(chuàng)論”

B. 開創(chuàng)了以實驗為依據并具有嚴密邏輯體系的近代科學

C. 奠定了經典物理學和天文學的基礎，標志科學時代開始

D. 改變了人們對人類和其他生物在生物界中位置的看法

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】直角坐標系xOy中，有一半徑為R的圓形勻強磁場區(qū)域，磁感應強度為B，磁場方向垂直xOy平面指向紙面內，該區(qū)域的圓心坐標為（R，0），有一個質量為m、帶電荷量為-q的離子，以某一速度從點（0， ）沿x軸正方向射入該磁場，離子從距離射入點最遠處射出磁場，不計離子重力，則（ ）

A. 離子的速度為

B. 離子的速度為

C. 離子在磁場區(qū)域運動的時間為

D. 離子在磁場區(qū)域運動的時間為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關于布朗運動，下列說法中正確的是(　　)

A. 說明了懸浮顆粒做無規(guī)則運動的劇烈程度與溫度無關

B. 觀察時間越長，布朗運動越顯著

C. 布朗運動是組成固體微粒的分子無規(guī)則運動

D. 布朗運動反映了液體分子無規(guī)則的運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩條間距L=0.5m且足夠長的平行光滑金屬直導軌，與水平地面成30°角固定放置，磁感應強度B=0.4T的勻強磁場方向垂直導軌所在的斜面向上，質量、的金屬棒ab、cd垂直導軌放在導軌上，兩金屬棒的總電阻r=0.2Ω，導軌電阻不計。ab在沿導軌所在斜面向上的外力F作用下，沿該斜面以的恒定速度向上運動。某時刻釋放cd， cd向下運動，經過一段時間其速度達到最大。已知重力加速度g=10m/s2，求在cd速度最大時，

（1）abcd回路的電流強度I以及F的大��；

（2）abcd回路磁通量的變化率以及cd的速率。

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