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        1. (2007·廣東)下圖是某裝置的垂直截面圖,虛線是垂直截面與磁場(chǎng)區(qū)邊界面的交線,勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在的右側(cè)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T,方向垂直紙面向外,與垂直截面上的水平線夾角為.在左側(cè),固定的薄板和等大的擋板均水平放置,它們與垂直截面交線分別為、相距L=0.2m.在薄板上P處開(kāi)一小孔,P與線上點(diǎn)D的水平距離為L(zhǎng).在小孔處裝一個(gè)電子快門.起初快門開(kāi)啟,一旦有帶正電微粒剛通過(guò)小孔,快門立即關(guān)閉,此后每隔開(kāi)啟一次并瞬間關(guān)閉.從之間的某一位置水平發(fā)射一速度為的帶正電微粒,它經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后入射到P處小孔.通過(guò)小孔的微粒與擋板發(fā)生碰撞而反彈,反彈速度大小是碰前的0.5倍.

          (1)經(jīng)過(guò)一次反彈直接從小孔射出的微粒,其初速度應(yīng)為多少?

          (2)求上述微粒從最初水平射入磁場(chǎng)到第二次離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間.

          (忽略微粒所受重力影響,碰撞過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移,已知微粒的荷質(zhì)比,只考慮紙面上帶電微粒的運(yùn)動(dòng))

          答案:略
          解析:

          答案:(1)100m/s (2)

          思路分析:(1)如下圖所示,設(shè)帶正電微粒在之間任意點(diǎn)Q以水平速度進(jìn)入磁場(chǎng),微粒受到的洛倫茲力為f,在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,有:

                            、

                            、

            由①②得:

            欲使微粒能進(jìn)入小孔,半徑r的取值范圍為:

            Lr2L                、

            代入數(shù)據(jù)得:

            欲使進(jìn)入小孔的微粒與擋板一次相碰返回后能通過(guò)小孔,還必須滿足條件:

            ,其中n=1,2,3……    ④

            由①②③④可知,只有n=2滿足條件,即有:

                           ⑤

            (2)設(shè)微粒在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為,從水平進(jìn)入到第二次離開(kāi)磁場(chǎng)的總時(shí)間為t,設(shè)分別為帶電微粒第一次、第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,第一次離開(kāi)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)到擋板的時(shí)間為,碰撞后再返回磁場(chǎng)的時(shí)間為,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則有:

            ,,,,

            

          規(guī)律技巧總結(jié):本題考查了帶電微粒在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),求解本題的關(guān)鍵是作出帶電微粒運(yùn)動(dòng)的軌跡,找出帶電微粒運(yùn)動(dòng)的圓心,運(yùn)用幾何圖形分析表達(dá)復(fù)雜的物理運(yùn)動(dòng),考查了考生分析、綜合和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力.


          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          (2007?廣東)如圖所示,質(zhì)量M=10kg、上表面光滑的足夠長(zhǎng)的木板在F=50N的水平拉力作用下,以初速度v0=5m/s沿水平地面向右勻速運(yùn)動(dòng).現(xiàn)有足夠多的小鐵塊,它們的質(zhì)量均為m=1kg,將一鐵塊無(wú)初速地放在木板的最右端,當(dāng)木板運(yùn)動(dòng)了L=1m時(shí),又無(wú)初速度地在木板的最右端放上第2塊鐵塊,只要木板運(yùn)動(dòng)了L就在木板的最右端無(wú)初速度放一鐵塊.(取g=10m/s2)試問(wèn):
          (1)第1塊鐵塊放上后,木板運(yùn)動(dòng)了L時(shí),木板的速度多大?
          (2)最終木板上放有多少塊鐵塊?
          (3)最后一塊鐵塊與木板右端距離多遠(yuǎn)?

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          (2007?廣東模擬)如圖所示,質(zhì)量為M的斜劈形物體放在水平地面上,質(zhì)量為m的粗糖物塊以某一初速度沿劈的斜面向上滑,至速度為零后又加速返回,而物體M始終保持靜止,則在物塊m上、下滑動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中( 。

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          (2007?廣東)一定質(zhì)量的理想氣體,在某一平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p1、V1、T1,在另一平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p2、V2、T2,下列關(guān)系正確的是( 。

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          (2007?廣東模擬)(1)某同學(xué)測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí),得到了在不同拉力下的A、B、C、D、…等幾條較為理想的紙帶,并在紙帶上每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),即相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s,將每條紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)都記為0、1、2、3、4、5…,如圖所示甲、乙、丙三段紙帶,分別是從三條不同紙帶上撕下的.
          ①在甲、乙、丙三段紙帶中,屬于紙帶A的是

          ②打A紙帶時(shí),物體的加速度大小是
          3.1m/s2
          3.1m/s2


          (2)在豎直放置的立柱上端有一個(gè)電磁鐵,通電時(shí),小球被吸在電磁鐵上,斷電時(shí),小球自由下落,計(jì)時(shí)裝置開(kāi)始計(jì)時(shí).立柱上有可以移動(dòng)的光電門.當(dāng)小球經(jīng)過(guò)光電門時(shí),光電計(jì)時(shí)裝置能測(cè)出小球從初始位置到這個(gè)光電門所 時(shí)間t,再用刻度尺測(cè)出電磁鐵到光電門的距離s.為了探究自由落體的位移s與下落時(shí)間t的關(guān)系.

          ①設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格
          ②為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康,你猜想s可能與
          t
          t
          成正比,或可能與
          t2
          t2
          成正比,或可能與
          t3
          t3
          成正比,…根據(jù)你能猜想,為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康,?yīng)如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          (2007?廣東模擬)在隧道工程以及礦山爆破作業(yè)中,部分未發(fā)火的炸藥殘留在爆炸孔內(nèi),很容易引起人身事故.為此,科學(xué)家制造了一種專門用于隧道工程以及礦山爆破作業(yè)的炸藥--磁性炸藥.在磁性炸藥制造的過(guò)程中摻入10%的磁性材料-一鋇鐵氧體,然后放入磁化機(jī)磁化.使用磁性炸藥時(shí),遇到不發(fā)火的情況可用磁性探測(cè)器探測(cè)出未發(fā)火的炸藥.已知摻入的鋇鐵氧體的消磁溫度約為400℃,炸藥的爆炸溫度約為2240℃~3100℃,一般炸藥引爆溫度最高為140℃左右,以上材料表明( 。
          ①磁性材料在低溫下容易被磁化 
          ②磁性材料在高溫下容易被磁化 
          ③磁性材料在低溫下容易被消磁 
          ④磁性材料在高溫下容易被消磁.

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