满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,在空间中有一坐标系oxy,其第一象限中充满着两个方向不同的匀强磁场区域...

如图所示,在空间中有一坐标系oxy,其第一象限中充满着两个方向不同的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ.直线OP是它们的边界.区域Ⅰ中的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向内,区域Ⅱ中的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,边界上的P点坐标为(3L,3L).一质量为m,电荷量为+q的粒子从P点平行于y轴正方向以速度v=manfen5.com 满分网射入区域Ⅰ,经区域Ⅰ偏转后进入区域Ⅱ(忽略粒子重力),求:
(1)粒子在Ⅰ和Ⅱ两磁场中做圆周运动的半径之比;
(2)粒子在磁场中运动的总时间及离开磁场的位置坐标.

manfen5.com 满分网
(1)带电粒子射入磁场中,由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动,由牛顿第二定律和向心力公式求半径,并得到半径之比; (2)由圆周运动知识得到周期公式T=,粒子在区域Ⅰ中转过的圆心角为θ1=,粒子在区域Ⅰ中运动的时间为,粒子在区域Ⅱ中转过的圆心角为,粒子在区域Ⅱ中运动的时间为.即可求得总时间. 将v=代入半径公式R=,得到粒子在两个磁场中圆周运动的半径,由几何关系求出粒子离开磁场的位置坐标. 【解析】 (1)带电粒子射入磁场中,由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得     qvB=m  ① 解得 R=    ② 所以,粒子在Ⅰ和Ⅱ两磁场中做圆周运动的半径分别为:R1=,R2=    ③ 解得=    ④ (2)粒子在磁场中圆周运动的周期为T=   ⑤ 可得 ,            ⑥ 粒子在区域Ⅰ中转过的圆心角为θ1=    ⑦ 粒子在区域Ⅰ中运动的时间为   ⑧ 解得      ⑨ 粒子在区域Ⅱ中转过的圆心角为       ⑩ 粒子在区域Ⅱ中运动的时间为     (11) 解得            (12) 所以t=t1+t2=      (13) 将速度v=代入得   R1=L,R2=2L       (14) 由几何关系得,               (15) 粒子离开磁场的横坐标为x==4L      (16) 粒子离开磁场的位置坐标(4L,0)(17) 答:(1)粒子在Ⅰ和Ⅱ两磁场中做圆周运动的半径之比是1:2; (2)粒子在磁场中运动的总时间是,离开磁场的位置坐标是(4L,0).
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,底边bc水平,金属线框的质量为m,电阻为R.在金属线框的下方有一水平方向的匀强磁场区域,MN和M′N′是匀强磁场区域的上下边界,并与线框的bc边平行,磁场方向与线框平面垂直.现金属线框从磁场上方某一高度处由静止开始下落,图乙是金属线框由开始下落到完全穿过磁场区域瞬间的速度-时间图象,图象中坐标轴上所标出的字母均为已知量,重力加速度为g,忽略空气阻力.求:
(1)金属框的边长以及磁场的磁感应强度;
(2)金属线框在离开磁场过程中所产生的热量.

manfen5.com 满分网 查看答案
(1)一水平传送带保持2m/s的速度顺时针转动,某时刻将一质量为0.5kg的小物块轻轻放在传送带的最左端,已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,传送带两轮轮心间的距离为3m,则物块运动到传送带最右端的时间为______s;此过程中摩擦力对物块的冲量大小为______N•s.(g取10m/s2
(2)当使用多用电表测量物理量时,多用电表表盘示数如图所示.若此时选择开关对准直流50V电压档,则被测电压为______V;若此时选择开关对准×10Ω档,则被测电阻的阻值为______Ω.
manfen5.com 满分网
(3)某电阻Rx约为25kΩ,要测量它的阻值.
现有电动势为15V的直流电源,最大阻值为50Ω的滑动变阻器,另外可供选择的电表有:
A.电流表(量程100μA,内阻2kΩ)    B.电流表(量程500μA,内阻300Ω)
C.电压表(量程10V,内阻100kΩ)    D.电压表(量程50V,内阻500kΩ)
①应选择的电表为(只需添电表前面的字母即可)电流表______;电压表______
②为了尽可能提高测量准确度且保证电压可以从零开始调起,下列给出的测量电路中,最合适的电路是______
manfen5.com 满分网
(4)某研究性学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合外力的关系.装置中的铝箱下端连接纸带,砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小,铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出.现保持铝箱总质量m不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验,得到多组a、F值(F为力传感器的示数,等于悬挂滑轮绳子的拉力).已知重力加速度为g,不计滑轮的重力.某同学根据实验数据画出了图乙所示的一条过坐标原点的倾斜直线,其中纵轴为铝箱的加速度大小,横轴应为______(用所给字母表示);
当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时,图线______(填选项前的字母)
A.逐渐偏向纵轴
B.逐渐偏向横轴
C.仍保持原方向不变
manfen5.com 满分网
查看答案
manfen5.com 满分网如图所示,两根光滑直杆(粗细可忽略不计)水平平行放置,一质量为m、半径为r的均匀细圆环套在两根直杆上,两杆之间的距离为manfen5.com 满分网r,甲图为立体图,乙图为侧视图,现将两杆沿水平方向缓慢靠近直至两杆接触为止,在此过程中( )
A.每根细杆对圆环的弹力均增加
B.每根细杆对圆环的最大弹力均为mg
C.每根细杆对圆环的弹力均不做功
D.每根细杆对圆环所做的功均为-manfen5.com 满分网mgr
查看答案
一列沿x轴传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图所示,此时质元P恰在波峰,质元Q恰在平衡位置且向上振动.再过0.2s,质元Q第一次到达波峰,则( )
manfen5.com 满分网
A.波沿x轴负方向传播
B.波的传播速度为30m/s
C.1s末质元P的位移为零
D.质元P的振动位移随时间变化的关系式为x=0.2sin(2πt+manfen5.com 满分网)m
查看答案
某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力:将一张白纸铺在水平地面上,把排球在水里弄湿,然后让排球从规定的高度自由落下,并在白纸上留下球的水印.再将印有水印的白纸铺在台秤上,将球放在纸上的水印中心,缓慢地向下压球,使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印,记下此时台秤的示数,即为冲击力最大值.下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是( )
A.建立“合力与分力”的概念
B.建立“点电荷”的概念
C.建立“瞬时速度”的概念
D.研究加速度与合力、质量的关系
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.