满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,在竖直平面内,虚线MO与水平线PQ相交于O,二者夹角θ=30°,在MO...

如图所示,在竖直平面内,虚线MO与水平线PQ相交于O,二者夹角θ=30°,在MO左侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场,MO右侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场,O点处在磁场的边界上,现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v(0≤v≤manfen5.com 满分网)垂直于MO从O点射入磁场,所有粒子通过直线MO时,速度方向均平行于PQ向左,不计粒子的重力和粒子间的相互作用力.求:
(1)速度最大的粒子从O开始射入磁场至返回水平线POQ所用的时间.
(2)磁场区域的最小面积.
manfen5.com 满分网
(1)粒子的运动轨迹如图所示,设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R,周期为T,先求出粒子在匀强磁场中运动时间,粒子自N点水平飞出磁场,出磁场后应做匀速运动至OM,根据几何关系及速度时间公式求出时间,过MO后粒子做类平抛运动,根据平抛运动的基本公式求出此过程中的时间,三段时间之和即为总时间; (2)由题知速度大小不同的粒子均要水平通过OM,则其飞出磁场的位置均应在ON的连线上,故磁场范围的最小面积△S是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所围成的面积. 【解析】 (1)粒子的运动轨迹如图所示,设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R,周期为T,粒子在匀强磁场中运动时间为t1 则  解得:     T=      设粒子自N点水平飞出磁场,出磁场后应做匀速运动至OM,设匀速运动的距离为s,匀速运动的时间为t2,由几何关系知: s=      过MO后粒子做类平抛运动,设运动的时间为t3, 则:    又由题知: 则速度最大的粒子自O进入磁场至重回水平线POQ所用的时间为: t=t1+t2+t3=  (2)由题知速度大小不同的粒子均要水平通过OM,则其飞出磁场的位置均应在ON的连线上,故磁场范围的最小面积△S是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所围成的面积, 扇形OO′N的面积的面积S= △OO′N的面积为:S′=R2cos30°sin30°= △S=S-S′ 解得:△S= 答:(1)速度最大的粒子从O开始射入磁场至返回水平线POQ所用的时间为. (2)磁场区域的最小面积为.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
manfen5.com 满分网如图所示,绝缘细绳绕过轻滑轮连接着质量为m的正方形导线框和质量为M的物块,导线框的边长为L、电阻为R.物块放在光滑水平面上,线框平面竖直且ab边水平,其下方存在两个匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,方向水平但相反,Ⅰ区域的高度为L,Ⅱ区域的高度为2L. 开始时,线框ab边距磁场上边界PP′的高度也为L,各段绳都处于伸直状态,把它们由静止释放,运动中线框平面始终与磁场方向垂直,M始终在水平面上运动,当ab边刚穿过两磁场的分界线QQ′进入磁场Ⅱ时,线框做匀速运动,不计滑轮处的摩擦.求:
(1)ab边刚进入磁场Ⅰ时,线框的速度大小;
(2)cd边从PP′位置运动到QQ′位置过程中,通过线圈导线某横截面的电荷量;
(3)ab边从PP′位置运动到NN′位置过程中,线圈中产生的焦耳热.
查看答案
如图所示,半径R=0.1m的竖直半圆形光滑轨道bc与水平面ab相切.质量m=0.1kg的小滑块B放在半圆形轨道末端的b点,另一质量也为m=0.1kg的小滑块A以v=2manfen5.com 满分网m/s的水平初速度向B滑行,滑过s=1m的距离,与B相碰,碰撞时间极短,碰后A、B粘在一起运动.已知木块A与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2.A、B均可视为质点.(g=10m/s2).求:
(1)A与B碰撞前瞬间的速度大小vA
(2)碰后瞬间,A、B共同的速度大小v;
(3)在半圆形轨道的最高点c,轨道对A、B的作用力N的大小.

manfen5.com 满分网 查看答案
在“测定金属丝的电阻率”的实验中,待测电阻丝阻值约为4Ω.
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径d.其中一次测量结果如图所示,图中读数为d=______ mm.
(2)为了测量电阻丝的电阻R,除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
电压表V,量程3V,内阻约3kΩ
电流表A1,量程0.6A,内阻约0.2Ω
电流表A2,量程100μA,内阻约2000Ω
滑动变阻器R1,0~1750Ω,额定电流0.3A
滑动变阻器R2,0~50Ω,额定电流1A
电源E1(电动势为1.5V,内阻约为0.5Ω)
电源E2(电动势为3V,内阻约为1.2Ω)
为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表______,滑动变阻器______,电源______.(填器材的符号)
(3)请在方框图中画出测量电阻丝的电阻应采用的电路图,并在图中标明所选器材的符号.
(4)请根据电路图,在如图所给的实物图中画出连线.
manfen5.com 满分网
(5)用测量量表示计算材料电阻率的公式是ρ=______(已用刻度尺测量出接入电路中的金属导线的有效长度为l).
(6)有的同学认为本实验中可以不使用滑动变阻器,只要准确测量一组电压和电流数据就够了.你觉得一定要使用滑动变阻器吗?简述你的理由是:______
查看答案
manfen5.com 满分网酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器.酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化.在如图所示的电路中,不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻值,这样,仪表显示的数据就与酒精气体浓度有了对应关系.如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比,那么,电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是( )
A.U越大,表示c越大,c与U成正比
B.U越大,表示c越大,但c与U不成正比
C.U越大,表示c越小,c与U成反比
D.U越大,表示c越小,但c与U不成反比
查看答案
manfen5.com 满分网如图所示,一光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角,两导轨上端用一电阻R相连,该装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上.质量为m的金属杆ab,以初速度v从轨道底端向上滑行,滑行到某一高度h后又返回到底端.若运动过程中,金属杆保持与导轨垂直且接触良好,并不计金属杆ab的电阻及空气阻力,则( )
A.上滑过程的时间比下滑过程长
B.上滑过程中安培力的冲量比下滑过程大
C.上滑过程通过电阻R的电量比下滑过程多
D.上滑过程通过电阻R产生的热量比下滑过程多
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.