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下圖是一足夠大的光滑絕緣水平面，在t＝0時刻，質(zhì)量m＝0.04 kg、電荷量q＝0.01 C的帶負電小球以初速度v0＝1 m/s從Ο點開始水平向右運動．整個平面處于方向豎直向下的勻強磁場中．

(1)若磁感應強度B＝4 T并保持不變，求小球在勻強磁場中運動的半徑和周期．

(2)若從t＝0時刻開始，磁感應強度B隨時間的變化規(guī)律如下圖所示，求小球至少經(jīng)過多長時間才能再次經(jīng)過O點，畫出小球在這段時間內(nèi)的運動軌跡并求小球通過的路程．

答案：
解析：

　　(1)小球所受洛倫茲力提供做勻速圓周運動的向心力

　　(2分)

　　則小球在磁場中的運動半徑(2分)

　　小球在磁場中的運動周期(2分)

　　(2)在有磁場存在的半個周期內(nèi)，磁感應強度B＝4 T，因此小球做勻速圓周運動的半徑和周期與前面相同，t＝πs＝，因此小球運動了半周；在沒有磁場存在的半個周期內(nèi)，小球做勻速直線運動．(2分)

　　小球在0～4πs的時間內(nèi)的運動軌跡如圖(2分)

　　因此小球再次經(jīng)過O點，經(jīng)過的時間至少為

　　t＝tOM＋tMN＋tNP＋tPO＝4πs(2分)

　　因此小球再次經(jīng)過O點，通過的路程

　　s＝sOM＋sMN＋sNP＋sPO＝4πm(2分)

　　[或因為小球的速率保持不變，因此通過的路程為＝4πm(2分)]


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：2012屆浙江省鎮(zhèn)海中學高三5月模擬考試理科綜合物理試卷（帶解析） 題型：實驗題

（10分）某試驗小組利用拉力傳感器來驗證牛頓第二定律，實驗裝置如圖。他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到的拉力F的大��；小車后面固定一打點計時器，通過拴在小車上的紙帶，可測量小車勻加速運動的速度與加速度。

（1）為了盡量減小實驗的誤差，以下采取的措施中必要的是：        

A．適當墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑
B．應使鉤碼總質(zhì)量m遠小于小車（加上傳感器）的總質(zhì)量M
C．定滑輪的輪軸要盡量光滑
D．先放手讓小車運動起來，速度足夠大之后再讓打點計時器通電打點
（2）若交流電的頻率為50Hz，則根據(jù)下圖所打紙帶的打點記錄， 小車此次運動經(jīng)B點時的速度vB=           m/s，小車的加速度a=      m/s2。

(3)保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應的數(shù)據(jù)如下表：
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
8
小車加速度a/m·s－2
1.95
1.72
1.51
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小車質(zhì)量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
 /kg－1
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
請在在答題卷相應位置的坐標紙中完成實驗次數(shù)5、6、7三個數(shù)據(jù)的描點，并畫出a－圖線，并由圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)  之間的定量關(guān)系式是        ．

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科目：高中物理 來源：2012-2013學年浙江省瑞安十校高三上學期期末聯(lián)考理科綜合物理試卷（解析版） 題型：實驗題

（10分）某試驗小組利用拉力傳感器來驗證牛頓第二定律，實驗裝置如圖。他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到的拉力F的大��；小車后面固定一打點計時器，通過拴在小車上的紙帶，可測量小車勻加速運動的速度與加速度。

①為了盡量減小實驗的誤差，以下采取的措施中必要的是：        

A．適當墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑

B．應使鉤碼總質(zhì)量m遠小于小車（加上傳感器）的總質(zhì)量M

C．定滑輪的輪軸要盡量光滑

D．先放手讓小車運動起來，速度足夠大之后再讓打點計時器通電打點

②若交流電的頻率為50Hz，則根據(jù)下圖所打紙帶的打點記錄，小車此次運動經(jīng)B點時的速度

vB=            m/s，小車的加速度a=            m/s2.

③保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應的數(shù)據(jù)如下表：

實驗次數(shù)

1

2

3

4

5

6

7

8

小車加速度a/m·s－2

1.95

1.72

1.51

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小車質(zhì)量m/kg

0.25

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

/kg－1

4.00

3.45

3.03

2.50

2.00

1.41

1.00

0.60

請在在答題卷相應位置的坐標紙中完成實驗8組數(shù)據(jù)的描點，并畫出a－圖線，并由圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的定量關(guān)系式是_______________．

 

 

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科目：高中物理 來源：2011年河南省偃師市高二第二次月考物理卷 題型：選擇題

兩金屬桿ab和cd長度，電阻均相同，質(zhì)量分別為M和m，已知M>m。兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長的柔軟導線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導電的圓棒兩側(cè)。兩金屬桿都處在水平位置，如圖所示。從t=0時刻起，ab和cd開始運動，當運動到t1時刻，在與回路平面相垂直的方向加上一勻強磁場，磁場區(qū)域足夠大，若以豎直向下為速度的正方向，則ab運動的速度隨時間變化的圖象可能是下圖中的（    ）

 

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科目：高中物理 來源：2010年吉林一中高二上學期期末考試物理試卷 題型：選擇題

兩金屬桿ab和cd長度，電阻均相同，質(zhì)量分別為M和m，已知M>m。兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長的柔軟導線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導電的圓棒兩側(cè)。兩金屬桿都處在水平位置，如圖所示。從t=0時刻起，ab和cd開始運動，當運動到t1時刻，在與回路平面相垂直的方向加上一勻強磁場，磁場區(qū)域足夠大，若以豎直向下為速度的正方向，則ab運動的速度隨時間變化的圖象可能是下圖中的（    ）

 

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