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16.某一空間充滿垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其方向隨時(shí)間做周期性變化,磁場(chǎng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖(一個(gè)的周期性的磁場(chǎng)變化,0到5×10-3是-0.1T、5到10×10-3是0.1T),規(guī)定B>0是磁場(chǎng)的方向穿出紙面.現(xiàn)有一電荷量q=5π×10-7C、質(zhì)量m=5×10-10kg的帶電粒子在t=0時(shí)刻以初速度V沿垂直磁場(chǎng)方向開始運(yùn)動(dòng),不計(jì)重力,則磁場(chǎng)變化一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)帶電粒子的平均速度的大小與初速度的大小的比值是22π

分析 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),求出粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期和半徑,即可畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,平均速度等于位移除以時(shí)間.則可求得平均速度與初速度的比值.

解答 解:設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)半徑為r
則有:r=mvqB=5×1010v0.1×5π×107=0.01vπm,周期為:T0=2πmqB=2π×5×10105π×107×0.1=0.02s
則粒子在半個(gè)周期內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)了5×1032×102=T4
粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖如圖所示:

由圖可知磁場(chǎng)變化的一個(gè)周期內(nèi),帶電粒子的位移為s=22R=0.01×22vπ
平均速度¯v=sT=22vπ;
則平均速度與初速度的比值為:
¯vv=22vπv=22π
故答案為:22π

點(diǎn)評(píng) 該題考察了帶電粒子在方向隨時(shí)間作周期性變化的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,此題不但要求學(xué)生要熟練的應(yīng)用帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑公式和周期公式,還要求要有較強(qiáng)的對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的分析能力,該題關(guān)鍵是找出磁場(chǎng)變化的周期和粒子圓周運(yùn)動(dòng)的周期的關(guān)系.正確的繪制出粒子的軌跡圖,對(duì)解決問(wèn)題有非常大的幫助.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.如圖Q1、Q2等量異種點(diǎn)電荷,MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線,A、B、C為電場(chǎng)中的三點(diǎn),則有( �。�
A.EA>EB=EC,φA>φBCB.EA>EB>EC,φA<φBC
C.EA>EB>EC,φA>φB>φCD.EA<EB=EC,φA>φBC

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.一個(gè)靜止的質(zhì)點(diǎn),在0~5s時(shí)間內(nèi)受到力F的作用,力的方向始終在同一直線上,力F隨時(shí)間t的變化圖線如圖所示.則質(zhì)點(diǎn)在( �。�
A.第2s末速度方向改變B.前2s內(nèi)平均速度為零
C.第4s末速度為零D.第4s末回到原出發(fā)點(diǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

4.如圖所示,空間勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)都是豎直向下,一帶電液滴能在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑為0.4m,已知場(chǎng)強(qiáng)E=10V/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T,不計(jì)空氣阻力,液滴質(zhì)量為0.00001kg,取g=10m/s2.問(wèn)
(1)該液滴帶何種電荷?所帶電荷量為多少?
(2)從上往下看,液滴的繞行方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針?速率為多大?
(3)去掉電場(chǎng)后,液滴繞行第一周,動(dòng)能增加多少?

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11.一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球,用西線吊在傾角α=37°的斜面頂端,如圖所示,系統(tǒng)靜止時(shí)繩子與斜面平行,不計(jì)一切摩擦,系統(tǒng)向右勻加速運(yùn)動(dòng).求:
(1)當(dāng)加速度為a1=5m/s2時(shí),繩子受到的拉力T1為多少;
(2)當(dāng)加速度為a2=10m/s2時(shí),繩子受到的拉力T2為多少;
(3)當(dāng)加速度為a3=24m/s2時(shí),繩子受到的拉力T3為多少?(g=10m/s2,sin37°=0.6)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.如圖所示,質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平面上,相鄰球間的距離均為L(zhǎng),A球帶電量qA=+10q;B球帶電量qB=+q.若在C球上加一個(gè)水平向右的恒力F,如圖所示,要使三球能始終保持L的間距向右運(yùn)動(dòng),求
(1)C球帶電性質(zhì)和帶電量?
(2)F的大��?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

8.光滑固定斜面的傾角為θ,物體m受到水平方向的力F作用沿斜面向上勻加速運(yùn)動(dòng),求物體的加速度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

11.2014年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予日本名古屋大學(xué)的赤崎勇、大野浩以及美國(guó)加州大學(xué)圣巴巴拉分校的中村修二,以表彰他們?cè)诎l(fā)明一種新型高效節(jié)能光即藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)方面的貢獻(xiàn),在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中,許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步,下列表述符合物理學(xué)史實(shí)的是( �。�
A.開普勒認(rèn)為只有在一定的條件下,彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比
B.牛頓認(rèn)為在足夠高的高山上以足夠大的水平速度拋出物體,物體就不會(huì)冉落在地球上
C.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,這和他堅(jiān)信電和磁之間一定存在著聯(lián)系的哲學(xué)思想是分不開的
D.安培首先引入電場(chǎng)線和磁感線,極大地促進(jìn)了他對(duì)電磁現(xiàn)象的研究

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.如圖所示是使交流電頻率為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)得到的一條紙帶,每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)出s1=1.23cm,s2=2.48cm,s3=3.67cm,s4=4.82cm,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)時(shí),物體的速度VB=0.186m/s,該物體運(yùn)動(dòng)的加速度a=1.20m/s2.(保留三位有效數(shù)字)

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