【題目】如圖所示，在xOy平面內(nèi)虛線AB與y軸成夾角θ=30°，在AB左側(cè)存在電場強度大小為E、方向平行于x軸向左的勻強電場，AB右側(cè)某個區(qū)域存在垂直紙面向里磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，A點處在磁場的邊界上，現(xiàn)有一群質(zhì)量為m、電量為+q的帶電粒子在紙面內(nèi)以速度v（0<v≤）垂直于AB從A點射入磁場，所有粒子通過直線AB時，速度方向均平行于y軸向下，不計粒子的重力和粒子間的相互作用力。求：

(1)所有帶電粒子在磁場中運動的時間；

(2)速度最大的粒子從A點開始射入磁場至返回y軸所用的時間；

(3)磁場區(qū)域的最小面積。

【答案】(1) ；(2) ；(3)

【解析】

(1)根據(jù)題意可知，粒子的運動軌跡如圖所示，

所有粒子經(jīng)過直線AB時，速度方向平行于y軸向下，根據(jù)幾何關(guān)系可知，所有粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的圓弧對應(yīng)的圓心角為120°，設(shè)速度最大的粒子圓周運動的半徑為Rm，圓弧對應(yīng)的圓心角為O′，因為粒子做圓周運動的周期為

所以所有帶電粒子在磁場中運動的時間為

(2)根據(jù)洛倫茲力提供向心力可知，速度最大的粒子在磁場中運動的半徑為

則粒子出磁場后做勻速直線運動的時間為

粒子從虛線進入電場后在水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，根據(jù)位移時間公式以及牛頓第二定律有

則粒子在電場中運動的時間為

所以速度最大的粒子從A點開始射入磁場至返回y軸所用的時間為

(3)扇形AO′M的面積為

而三角形AO′M的面積為

所以磁場區(qū)域的最小面積為

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，1831年法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上，A線圈與電源、滑動變阻器R組成一個回路，B線圈與開關(guān)S、電流表G組成另一個回路通過多次實驗，法拉第終于總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件關(guān)于該實驗下列說法正確的是　　

A. 閉合開關(guān)S的瞬間，電流表G中有的感應(yīng)電流

B. 閉合開關(guān)S的瞬間，電流表G中有的感應(yīng)電流

C. 閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片向左滑的過程中，電流表G中有的感應(yīng)電流

D. 閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片向左滑的過程中，電流表G中有的感應(yīng)電流

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲是某燃氣爐點火裝置的原理圖轉(zhuǎn)換器能將電壓恒為3V的直流電壓轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)為如圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進而點燃氣體。以下判斷正確的是（　　）

A.電壓表的示數(shù)等于3V

B.電壓表的示數(shù)等于10V

C.實現(xiàn)點火的條件之一是

D.實現(xiàn)點火的條件是鋼針和金屬板緊密接觸

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（a）所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈性限度 內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系實驗．

(1)為完成實驗，還必需的實驗器材是_____；

(2)圖（b）是彈簧所受彈力 F 與伸長量 x 的關(guān)系圖線，由此可求彈簧的勁度系數(shù)k=_____N/m．

(3)圖線不過原點，原因可能是_____．

A．測出彈簧水平狀態(tài)下的自由長度作為原長

B．所選的彈簧勁度系數(shù)太大

C．所選的彈簧太長

D．鉤碼的質(zhì)量太�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立xOy坐標系，在O≤x≤0.4范圍內(nèi)存在一具有理想邊界，磁感應(yīng)強度大小為0.1T，方向垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域一邊長L=0.10m、質(zhì)量m=0.02kg的勻質(zhì)正方形剛性導(dǎo)線框abcd，從圖示位置[c點的坐標為（0，0.4m）]以初速度v0=2.0m/s水平向右拋出。當(dāng)線框剛好全部離開磁場時，下邊界恰好到達x軸，且其水平速度為零線框在全過程中始終處于xOy平面內(nèi)，其ab邊與x軸保持平行，空氣阻力不計。求：

(1)線框剛進入磁場時ad兩點電勢差uad的大小，并判斷a、d兩點電勢的高低；

(2)線框下邊界剛到達x軸時的速度和在全過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q；

(3)若已知在線框進入磁場過程中，ad兩點電勢差uad隨水平位移x的函數(shù)關(guān)系為：uad=u0-kx（式中u0、k均為常數(shù)），求線框中心通過x=0.2m位置時水平方向的速度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，總長度為15 cm的氣缸放置在水平桌面上。活塞的質(zhì)量m=20 kg，橫截面積S=100 cm2，活塞可沿氣缸壁無摩擦地滑動但不漏氣，開始時活塞與氣缸底的距離12 cm。外界氣溫為27 ℃，大氣壓強為1.0×105 Pa。將氣缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置，待穩(wěn)定后對缸內(nèi)氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與氣缸口相平，取g=10 m/s2，求：

①活塞上表面剛好與氣缸口相平時氣體的溫度為多少？

②在對氣缸內(nèi)氣體加熱的過程中，吸收了189 J的熱量，則氣體增加的內(nèi)能是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量相同的兩物體A、B用不可伸長的輕繩跨接在同一光滑的輕質(zhì)定滑輪兩側(cè)，連接物體A的細線與斜面C平行，物體B與A處于同一水平高度，此時物體A恰好靜止在傾角為37°的斜面C上．某時刻剪斷細線，使物體A、B開始運動，C仍然靜止．設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10 m/s2，則在剪斷細線后(　　)

A.物體A、B運動到水平面的時間相等

B.A的加速度大小為2 m/s2

C.A受到的摩擦力與剪斷細線前相同

D.地面對C的摩擦力比剪斷細線前大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究共點力合成的規(guī)律”實驗中，有如下操作：

A．只用一個彈簧秤，通過細繩把橡皮條的結(jié)點拉到同樣位置O，記下彈簧秤的讀數(shù)和細繩方向，按同樣比例作出這個力F0的圖示；

B．記下兩個彈簧秤的讀數(shù)以及結(jié)點的位置O；

C．作出F1和F2的合力F12；

D．通過細繩用兩個彈簧秤互成角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點到達某一位置O；

E．在桌上平放一塊方木塊，在方木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上的A點，用兩根細繩結(jié)在橡皮條的另一端；

F．描下兩條細繩的方向，在紙上按比例作出兩個力F1和F2的圖示；

G．比較F12和F0，得結(jié)論。

（1）將整個實驗過程按合理操作順序補充完整：E、_________、G。(用字母代號表示)；

（2）實驗所用的一個彈簧秤如圖所示，在用它測力前應(yīng)對它進行的操作是_______。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組用圖甲所示電路研究a、b兩種單色光的光電效應(yīng)現(xiàn)象，通過實驗得到兩種光的光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示。由圖可知

A. 兩種光的頻率

B. 金屬K對兩種光的逸出功

C. 光電子的最大初動能<

D. 若a光可以讓處于基態(tài)的氫原子電離，則b光一定也可以

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