【題目】如圖所示，豎直線MN∥PQ，MN與PQ間距離為a，其間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，O是MN上一點(diǎn)，O處有一粒子源，某時(shí)刻放出大量速率均為v(方向均垂直磁場(chǎng)方向)、比荷一定的帶負(fù)電粒子(粒子重力及粒子間的相互作用力不計(jì))，已知沿圖中與MN成θ=60°角射出的粒子恰好垂直PQ射出磁場(chǎng)，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為：

A. B. C. D.

【答案】C

【解析】當(dāng)速度方向與MN夾角θ=60°時(shí)，粒子恰好垂直PQ方向射出磁場(chǎng)，所以，粒子運(yùn)動(dòng)的半徑

由粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力作向心力可得，解得①；

當(dāng)θ=0°時(shí)，如圖所示，可知粒子打在PQ上的位置為O點(diǎn)水平線上方處；

當(dāng)θ增大時(shí)，粒子打在PQ上的位置下移，知道粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與PQ相切時(shí)，如圖所示，可知粒子打在PQ上的位置為O點(diǎn)水平線下方處；

當(dāng)θ繼續(xù)增大直到180°，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與PQ不相交，直接從MN上射出，且在MN上的出射點(diǎn)不斷上移直到O點(diǎn)，所以，若只改變粒子速度方向，使θ角能在0°至180°間不斷變化，則PQ邊界上有粒子射出的區(qū)間長(zhǎng)度為；若只改變粒子速度方向，使θ角能在0°至180°間不斷變化，則粒子運(yùn)動(dòng)半徑不變，那么粒子運(yùn)動(dòng)周期不變，所以，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡所對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)越長(zhǎng)，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的越長(zhǎng)，由D的分析可知，當(dāng)粒子的出射點(diǎn)在PQ上時(shí)，粒子的弦長(zhǎng)可取[a，2a]的任意值；當(dāng)粒子的出射點(diǎn)在MN上時(shí)，粒子的弦長(zhǎng)可取的任意值；所以，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的弦長(zhǎng)最大可取，此時(shí)對(duì)應(yīng)的中心角φ=120°，所以聯(lián)立①式子可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間，故C正確．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為0.2kg的物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，它的兩個(gè)正交分速度圖線分別如圖甲、乙所示，由圖可知（　　）

A. 4s末物體的速度為m/s

B. 最初4 s內(nèi)物體的位移為m

C. 從開始至6 s末物體都做曲線運(yùn)動(dòng)

D. 最初4 s內(nèi)物體做直線運(yùn)動(dòng)，接下來的2 s內(nèi)物體做曲線運(yùn)動(dòng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測(cè)定一段由均勻材料制成的圓柱體的電阻率(電阻在200～250 Ω之間)，現(xiàn)給定電壓表V(量程6 V、內(nèi)阻約為5 kΩ)、電流表A(量程30 mA、內(nèi)阻約為40 Ω)、滑動(dòng)變阻器R(0～15 Ω)、電源(E＝6 V)、開關(guān)S及導(dǎo)線若干.

(1)設(shè)計(jì)測(cè)量圓柱體電阻Rx的電路圖，并畫在虛線框內(nèi)___________；

(2)如圖所示中的6個(gè)點(diǎn)分別表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電壓表U和電流表I的值，試根據(jù)圖求出圓柱體電阻Rx＝________ Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)；

(3)用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)得該圓柱體的長(zhǎng)度l如圖甲所示，則l＝________ mm；用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)圓柱體的直徑d如圖乙所示，則d＝________ mm.

(4)由以上數(shù)據(jù)求出ρ＝___________ Ω·m(保留兩位有效數(shù)字).

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測(cè)量?jī)蓚�(gè)質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量，由于沒有直接測(cè)量工具，某實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)用下列器材測(cè)量：輕質(zhì)定滑輪(質(zhì)量和摩擦可忽略)、砝碼一套(總質(zhì)量為m＝0.5 kg)、細(xì)線、米尺、秒表，他們根據(jù)已學(xué)過的物理學(xué)知識(shí)，改變實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行多次測(cè)量，選擇合適的變量得到線性關(guān)系，作出圖線并根據(jù)圖線的斜率和截距求出沙袋的質(zhì)量．操作如下：g=10m/s2

(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖，設(shè)左右兩邊沙袋的質(zhì)量分別為m1、m2；

(2)從m中取出質(zhì)量為m′的砝碼放在右邊沙袋中，剩余砝碼都放在左邊沙袋中，發(fā)現(xiàn)m1下降m2上升；

(3)用米尺測(cè)出沙袋m1從靜止下降的距離h，用秒表測(cè)出沙袋m1下降時(shí)間t，則可知沙袋的加速度大小為a＝________

(4)改變m′，測(cè)量相應(yīng)的加速度a，得到多組m′及a的數(shù)據(jù)，作出________(選填“a～m′” 或“a～1/m′”)圖線；

(5)若求得圖線的斜率k＝4 m/kg·s2，截距b＝2 m/s2，沙袋的質(zhì)量m1＝________kg，m2＝________kg。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出．

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足 時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．

（2）一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地觀測(cè)加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與 的圖象．

（3）某組同學(xué)實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)，畫出a﹣F圖象如圖2所示，那么該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題可能是

A．實(shí)驗(yàn)中摩擦力沒有平衡

B．實(shí)驗(yàn)中摩擦力平衡過度

C．實(shí)驗(yàn)中繩子拉力方向沒有跟平板平行

D．實(shí)驗(yàn)中小車質(zhì)量發(fā)生變化

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，不同帶電粒子以不同速度由左端中線水平射入如圖裝置，左側(cè)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，右側(cè)是垂直于紙面向外的磁場(chǎng)B2，中間有一小孔，不計(jì)粒子重力。下列說法正確的是

A. 只有正電荷才能沿中線水平通過B1區(qū)域進(jìn)入到B2磁場(chǎng)區(qū)域。

B. 只有速度的粒子才能沿中線水平通過B1區(qū)域進(jìn)入到B2磁場(chǎng)區(qū)域

C. 如果粒子打在膠片上離小孔的距離是d，則該粒子的荷質(zhì)比為

D. 若甲、乙兩個(gè)粒子的電荷量相等，打在膠片上離小孔的距離是2：3，則甲、乙粒子的質(zhì)量比為2：3

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)絕緣且內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管，固定于豎直平面內(nèi)，環(huán)的半徑為R（比細(xì)管的內(nèi)徑大得多），在圓管內(nèi)的最低點(diǎn)有一個(gè)直徑略小于細(xì)管內(nèi)徑的帶正電小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，重力加速度為g．空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知（不為零），方向垂直于球形細(xì)圓管所在平面且向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．某時(shí)刻，給小球一方向水平向右，大小為的初速度，則以下判斷正確的是（ ）

A. 無論磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如何，獲得初速度后的瞬間，小球在最低點(diǎn)一定受到管壁的彈力作用

B. 無論磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如何，小球一定能到達(dá)環(huán)形細(xì)管的最高點(diǎn)，且小球在最高點(diǎn)一定受到管壁的彈力作用

C. 無論磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如何，小球一定能到達(dá)環(huán)形細(xì)管的最高點(diǎn)，且小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小都相同

D. 小球從環(huán)形細(xì)圓管的最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到所能到達(dá)的最高點(diǎn)的過程中，機(jī)械能不守恒

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)站在電梯底板上，如圖所示的v-t圖像是計(jì)算機(jī)顯示的觀光電梯在某一段時(shí)間內(nèi)速度變化的情況（豎直向上為正方向），根據(jù)圖像提供的信息，可以判斷下列說法中( )

A. 在5s～10s內(nèi)，該同學(xué)對(duì)電梯底板的壓力等于他所受的重力

B. 在0～5s內(nèi)，觀光電梯在加速上升，該同學(xué)處于失重狀態(tài)

C. 在10s～20s內(nèi)，該同學(xué)所受的支持力不變，該同學(xué)處于失重狀態(tài)

D. 在20s～25s內(nèi)，觀光電梯在加速下降，該同學(xué)處于超重狀態(tài)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平放置的平行金屬板充電后板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，板間距離為d，一個(gè)帶負(fù)電的液滴帶電荷量大小為q，質(zhì)量為m，從下板邊緣射入電場(chǎng)，沿直線從上板邊緣射出，則( )

A. 液滴做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)

B. 液滴做的是勻減速直線運(yùn)動(dòng)

C. 兩板的電勢(shì)差為

D. 液滴的電勢(shì)能減少了mgd

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案