物理數(shù)學(xué)物理法提高訓(xùn)練-資料下載頁
2025-04-01 22:58本頁面
【正文】 解得要使粒子能打在邊界上，則粒子既沒有從邊界射出也沒有從邊界射出，可畫出粒子運動徑跡的邊界如圖中Ⅰ和Ⅱ所示由幾何關(guān)系可知，粒子能打在邊界上，必須滿足的條件為解得13．一根通有電流I，長為L，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒靜止在傾角為α的光滑斜面上，如圖所示，重力加速度為g。(1)如果磁場方向豎直向下，求滿足條件的磁感應(yīng)強度的大小；(2)如果磁場方向可以隨意調(diào)整，求滿足條件的磁感應(yīng)強度的最小值和方向。【答案】(1)；(2)，磁感應(yīng)強度的方向垂直斜面向下【解析】【分析】【詳解】(1)取導(dǎo)體為研究對象，由左手定則可知安培力水平向右，受力分析如下圖所示由力的三角函數(shù)關(guān)系可得解得(2)由幾何關(guān)系可知當(dāng)安培力沿斜面向上時安培力最小，磁感應(yīng)強度最小 由力的三角函數(shù)關(guān)系可得解得當(dāng)安培力大小一定時，磁感應(yīng)強度方向垂直電流時，磁感應(yīng)強度最小，由左手定則可知磁感應(yīng)方向垂直斜面向下。14．如圖所示，質(zhì)量為1kg的小球穿在足夠長的固定斜桿上，斜桿與水平方向成角，小球與斜桿之間的動摩擦因數(shù)。現(xiàn)對小球施加一個與斜桿成、大小的拉力，小球由靜止開始運動，2s后撤去拉力，取，求：(1)小球剛開始運動時的加速度大?。?2)小球在前2s內(nèi)的位移大?。?3)撤去力F后，小球運動的位移大小?！敬鸢浮?1)10m/s2；(2)20m；(3)20m【解析】【分析】【詳解】(1)對小球受力分析如圖甲所示，進行正交分解方向解得即摩擦力等于0。方向解得(2)小球做勻加速直線運動內(nèi)的位移為(3)當(dāng)撤去力后，受力分析如圖乙所示。方向方向聯(lián)立可得末物體的速度大小撤去力后，小球運動的位移大小15．如圖甲所示，空間存在一個半徑為R0的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場的方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度的大小為B。一粒子源置于圓心，在紙面內(nèi)沿各個方向以相同速率發(fā)射大量粒子，所有粒子剛好都不離開磁場。已知粒子的質(zhì)量為m、電荷量為+q，不考慮粒子之間的相互作用：(1)求帶電粒子的速率v；(2)若粒子源可置于磁場中任意位置，且磁場的磁感應(yīng)強度大小變?yōu)?，求粒子在磁場中最長的運動時間t；(3)若原磁場不變，再疊加另一個半徑為R1（R1＞R0）圓形勻強磁場，如圖乙所示，磁場的磁感應(yīng)強度的大小為，方向垂直于紙面向外，兩磁場區(qū)域成同心圓，此時從圓心處的粒子源出發(fā)的粒子都能回到圓心，求R1的最小值和粒子運動的周期T?！敬鸢浮?1)；(2)；(3)，【解析】【分析】【詳解】(1)粒子在磁場中做勻速圓周運動，有由幾何關(guān)系得解得(2)磁場的大小變?yōu)楹螅O(shè)粒子的軌道半徑為，由解得在磁場中軌跡為劣弧，弦長越長，對應(yīng)圓心角越大，時間越長，則在磁場中最大弦長為，如圖圓周軌跡對應(yīng)的圓心角為，最長時間(3)根據(jù)磁場的疊加法則可知，垂直紙面向里和垂直紙面向外的磁場大小均為，可知半徑粒子在磁場中運動的軌跡如圖可知的最小值為長度，根據(jù)幾何關(guān)系可知則粒子運動的周期為
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