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13.如圖所示,磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面,其左右邊界平行且距離為d,一束的電荷量為q的粒子,以速度v平行于紙面從左邊界射入磁場,方向與邊界垂直,從右邊界射出時的速度方向與原來射入方向的夾角為θ=30°,不計重力,問:
(1)粒子帶正電還是帶負電?
(2)粒子的質(zhì)量是多少?
(3)粒子在磁場中運動的時間是多少?
(4)若是粒子不能從磁場右邊界射出,則粒子的入射速度滿足什么條件?

分析 (1)粒子剛進入磁場時受到向下的洛侖茲力,根據(jù)左手定則判斷粒子的電性;
(2)畫出運動軌跡,結(jié)合幾何關(guān)系得到軌道半徑,根據(jù)牛頓第二定律列式求解粒子的質(zhì)量;
(3)粒子在磁場中做勻速圓周運動,根據(jù)t=Sv求解運動時間;
(4)若是粒子不能從磁場右邊界射出,臨界情況是軌跡圓與右側(cè)邊界相切.

解答 解:(1)粒子剛進入磁場時受到向下的洛侖茲力,磁場向內(nèi),速度向右,根據(jù)左手定則,粒子帶負電荷;
(2)粒子的軌跡如圖,找出圓心,結(jié)合幾何關(guān)系,有:

r=\fracfujvqc4sin30°=2d
根據(jù)牛頓第二定律,有:
qvB=mv2r
聯(lián)立解得:
m=2qBdv
(3)粒子在磁場中運動的時間:
t=Sv=π6×2dv=πd3v
(4)如果粒子不能從磁場右邊界射出,則r≤d
根據(jù)牛頓第二定律,有:qvB=mv2r
聯(lián)立解得:v′≤qBdm
答:(1)粒子帶負電;
(2)粒子的質(zhì)量是2qBdv;
(3)粒子在磁場中運動的時間是πd3v
(4)若是粒子不能從磁場右邊界射出,則粒子的入射速度滿足v′≤qBdm的條件.

點評 解決本題的關(guān)鍵作出電子的運動軌跡圖,結(jié)合幾何關(guān)系,找出向心力來源,根據(jù)牛頓第二定律進行求解,基礎(chǔ)題目.

練習冊系列答案
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3.下面有關(guān)說法中正確是( �。�
A.物體對水平桌面的壓力就是重力
B.重力的方向可能指向地心
C.桿的彈力一定沿桿方向
D.物體對桌面的壓力是桌面發(fā)生形變產(chǎn)生的

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4.如圖所示,在水平放置的光滑接地金屬板中點的正上方,有帶正電的點電荷Q,一表面絕緣帶正電的金屬球(可視為質(zhì)點,且不影響原電場)自左以速度v0開始在金屬板上向右運動,在運動過程中( �。�
A.小球做先減速后加速運動B.小球做勻速直線運動
C.點電荷Q對小球為庫侖力不做功D.電場力對小球先做正功后做負功

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1.在“鳥巢歡樂冰雪季”期間花樣滑冰中的男運動員托舉這女運動員一起滑行,對于此情景,下列說法正確的是( �。�
A.由于男運動員穩(wěn)穩(wěn)地托舉著女運動員一起滑行,所以男運動員對女運動員的支持力大于女運動員受到的重力
B.男運動員受到的重力和冰面對他的支持力是一對平衡力
C.女運動員對男運動員的壓力與冰面對男運動員的支持力是一對作用力和反作用力
D.男運動員對冰面的壓力與冰面對他的支持力是一對作用力和反作用力

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.為探究“合外力一定時,物體運動的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”,某同學設(shè)計了如圖所示的實驗裝置:A1A2是傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面,B是不計摩擦力的小車,另有計時器、米尺、天平和砝碼等,完成下列步驟中的填空:(用測得的物理量符號表示)
(1)用天平測出小車的質(zhì)量M,用米尺測出斜面上固定點P與斜面底端A2間的距離x;
(2)讓小車自P點從靜止開始下滑到A2,記下所用的時間t1,則小車的加速度a1=2xt21
(3)用米尺測量P點相對于A2所在水平面的高度h1,則小車所受的合力F=Mgh1x
(4)在小車中加質(zhì)量為m的砝碼,要使小車(包括砝碼)受到的合力不變,則應同時改變P點相對于A2所在水平面的高度為h2,那么h2h1=MM+m;
(5)測量小車(包括砝碼)自P點從靜止下滑到A2所用的時間t2.如牛頓第二定律成立,那么兩次小車(包括砝碼)質(zhì)量比與小車運動時間應滿足的關(guān)系是M+mM=t2t12;
(6)多次改變小車(包括砝碼)的質(zhì)量及P點相應的高度,同時測量小車自P點從靜止下滑到A2所用的時間,以小車(包括砝碼)的質(zhì)量為橫坐標,時間的平方為縱坐標,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖,如能得到一條過原點的直線,則可得到“當合外力一定時,物體運動的加速度與其質(zhì)量成反比”.

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18.如圖所示,某人乘座電梯豎直向上做加速運動,則( �。�
A.人對水平底板的壓力小于人受到的重力
B.人對水平底板的壓力與人受到的重力大小相等
C.水平底板對人的支持力大于人對水平底板的壓力
D.水平底板對人的支持力與人對水平底板的壓力大小相等

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5.根據(jù)我國對機動車運行安全的技術(shù)標準,一輛滿載的大型汽車,如行駛速度v1=9.0m/s,其制動距離必須在s1=9.0m以內(nèi),則該車的制動系統(tǒng)產(chǎn)生的加速度至少是多大?若該車制動加速度不變,當它以v2=21m/s的速度行駛時,它的制動距離s2和制動時間t2分別是多少?

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2.如圖所示,用絕緣細繩懸吊一質(zhì)量為m、電荷量為-q的小球,在空間施加一水平方向的勻強電場,使小球保持靜止時細線與豎直方向成θ角,求電場強度的大小和方向為?

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C.λ323121D.1λ32=1λ31+1λ21

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