3.演繹式探究--探索帶電粒子在磁場中的運動情況
(1)用線繩拴一小球在水平面內(nèi)繞圓心O勻速轉(zhuǎn)動,繩對球有一個指向圓心的拉力,此力叫向心力(如圖),向心力的大小F與小球的質(zhì)量m成正比、與轉(zhuǎn)動半球R成反比、與轉(zhuǎn)動速度v的關(guān)系圖象如圖,向心力F的數(shù)學表達式為(比例系數(shù)k=1)(C)
A.F=$\frac{mv}{R}$B.F=$\frac{m}{Rv}$C.F=mRv2D.F=$\frac{m{v}^{2}}{R}$
(2)如圖中,“x”表示磁場方向垂直于紙面向里.
當質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以速度v沿垂直于磁場的方向進入磁感應(yīng)強度為B的磁場中時,粒子在磁場中會受到洛倫茲力的作用,洛倫茲力的大小F=qvB.并且粒子在磁場中將做勻速圓周運動,粒子所受洛倫茲力就是粒子做勻速圓周運動的向心力.
帶電粒子在磁場中運動一周所用的時間叫做該粒子的運動周期.
請推導(dǎo)出粒子做圓周運動的周期T的數(shù)學表達式.
(3)某帶電粒子的電量為1.6×10-19C(國際單位庫侖的符號),質(zhì)量為9.1×10-31kg,在磁感應(yīng)強度1.0×10-4T(國際單位特斯拉的符號)的磁場中以某一速度做勻速圓周運動,則該粒子運動周期T為3.57×10-7s.

分析 (1)由右邊的圖象(圖乙)可知:向心力的大小F與轉(zhuǎn)動速度υ的平方成正比,結(jié)合向心力的大小F與小球的質(zhì)量m成正比、與轉(zhuǎn)動半徑R成反比,得出比例系數(shù)為1的表達式;
(2)電粒子在磁場中受到洛倫茲力而做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律和向心力公式列式求半徑公式和周期公式.
(3)將數(shù)據(jù)代入(2)的公式即可.

解答 解:(1)由右邊的圖象(圖乙)可知:向心力的大小F與轉(zhuǎn)動速度υ的平方成正比,
向心力的大小F=$\frac{m{v}^{2}}{R}$;故選C;   
(2)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,則F=F,
即:qvB=$\frac{m{v}^{2}}{R}$;則半徑R=$\frac{mv}{qB}$;周期為:T=$\frac{2πR}{v}$=$\frac{2π\(zhòng)frac{mv}{qB}}{v}$=$\frac{2πm}{qB}$;
(3)該離子的運動周期為:T=$\frac{2πm}{qB}$=$\frac{2×3.14×9.1×1{0}^{-31}kg}{1.6×1{0}^{-19}C×1.0×1{0}^{-4}T}$=3.57×10-7s.
故答案為:(1)C;(2)$\frac{2πm}{qB}$;(3)3.57×10-7

點評 本題考查學生的探究歸納能力,難點是通過所給數(shù)據(jù)歸納出規(guī)律,并能夠應(yīng)用規(guī)律解決問題,這也是中考的熱點.

練習冊系列答案
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

13.下列情形中,運動員對物體沒有做功的是( 。
A.射箭運動員將弓弦拉開B.舉重運動員舉著杠鈴?fù)T诳罩?/td>
C.排球運動員將排球拋向空中D.籃球運動員從地上將籃球撿起

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

14.學習了密度的知識后,小麗想通過實驗驗證一下她精美的小石塊的密度,于是在實驗室進行了以下操作:
(1)把天平放在水平臺上,把游碼放到標尺左端的零刻度線處,調(diào)節(jié)天平的平衡螺母,觀察到指針指在分度盤中央,表示橫梁平衡.
(2)用調(diào)節(jié)好的天平測小石塊的質(zhì)量,平衡時砝碼的質(zhì)量和游碼在標尺上的位置如圖甲所示,小石塊的質(zhì)量是43.6g.
(3)用量筒測量小石塊的體積情況如圖乙所示,則小石塊的體積是20cm3
(4)通過計算,得出小石塊的密度是2.18×103kg/m3

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

11.回顧實驗和探究(請將下列實驗報告中的空缺部分填寫完整):
(1)探究水沸騰:
 表格圖象 
時間/min 
溫度/℃ 9093 96 99 99 99 99 99 
請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),用描點法畫出水的溫度隨加熱時間變化的圖象
結(jié)論方法 水沸騰過程中,需要吸收熱量.上述實驗中水的沸點為
99℃.實驗中通過加熱時間的長短判斷水吸熱多少,運用了轉(zhuǎn)換法.
(2)探究密度概念的建構(gòu):
 表
 請根據(jù)天平示數(shù)將表格補充完整:
 實驗次數(shù) 物體 m/g V/cm3 $\frac{m}{V}$/(g•cm-3
 1 鋁塊1 27102.7
 2 鋁塊2 54 202.7
 3 鐵塊1 79 10 7.9
 4 鐵塊2 158 20 7.9
 
 圖

結(jié)


①同種物質(zhì)質(zhì)量與體積成正比比,不同物質(zhì)質(zhì)量與體積的比值一般不同.
②上述實驗圖象如圖,圖線b反映了鐵塊的實驗情況.
③由數(shù)據(jù)表格形式變換成圖象形式,運用了等價變換法.
④由上述實驗引入了密度的概念,密度在數(shù)值上等于物體單位體積的質(zhì)量 
 
 問


 請根據(jù)量筒示數(shù)將表格補充完整:
石塊質(zhì)量m/g 量筒中的水的體積V1/cm3 石塊和水的總體積V2/cm3 石塊體積V/cm3 石塊密度ρ/(kg•m-3
 39 25   
用天平和量筒測量石塊的密度,運用了組合法.
 

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

18.回顧實驗和探究(請將下列實驗報告中的空缺部分填寫完整):
測量小燈泡電功率
 器材  電源、導(dǎo)線、開關(guān)、小燈泡(“2.5V 0.3A”)、電流表、電壓表、滑動變阻器
 方法步驟①閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)等于2.5V,小燈泡正常發(fā)光,記下此時的電流I.
②調(diào)節(jié)滑片,使電壓略低于測定電壓,記下此時的電流值;
③使電壓為3V,略高于額定電壓,記下此時的電流值,觀察燈泡發(fā)光情況,填入表格.
④算出燈泡功率,并比較小燈泡發(fā)光情況與電功率的關(guān)系.
 表格 請將表格補充完整:
實驗次數(shù)  U/VI/A P/W 小燈泡亮度 
0.28 0.56 
20.3 正常 
 3 30.31 0.93 比正常發(fā)光要亮 
 結(jié)論  燈泡亮度由燈的實際功率決定.
 問題利用上述實驗器材,再增加材料和截面積相同、長度分別為10cm、20cm、30cm的電阻絲,請選擇合適的器材探究電阻與長度的關(guān)系.請將表格補充完整:
                                  
    

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

8.向手背吹起時,手背感覺涼爽,而向手背哈氣時,手背感覺濕熱,這是因為,吹起時,可以加速手背汗液的蒸發(fā)(請?zhí)畎l(fā)生的物態(tài)變化),同時從手背處帶走熱量,哈氣時,哈出的水蒸氣在手背遇冷液化,同時會在手背處放(選填“吸”或“放”)熱.

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

15.小明在探究凸透鏡成像規(guī)律時,將一個焦距為10cm的凸透鏡固定在光具座上50cm刻度處.
(1)如圖a所示,點燃的蠟燭在光具座上35cm刻線處時,移動光屏,使燭焰在光屏上成清晰的像,此現(xiàn)象可說明幻燈機的成像特點.(選填“照相機”、“幻燈機”或“放大鏡”).
(2)保持凸透鏡位置不動,若將蠟燭置于20cm刻度處,則需將光屏向左(選填“左”或“右”)移動某一位置才能在光屏上得到清晰的像,此時的像是縮。ㄟx填“放大”或“縮小”)的.
(3)小明發(fā)現(xiàn)體溫計橫截面形狀如圖b所示,從圓弧形的正面可看清體溫計內(nèi)的汞柱,圓弧形玻璃相當于一個放大鏡(選填“照相機”、“幻燈機”或“放大鏡”)

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科目:初中物理 來源: 題型:作圖題

12.質(zhì)量分布均勻的長方體木塊重6N從粗糙斜面的頂端緩緩滑下受到的摩擦力為2N,請畫出該木塊在此時所受重力和摩擦力的示意圖.

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科目:初中物理 來源: 題型:多選題

13.電動自行車已成為大眾化的一種交通工具,廠家對電動自行車性能進行了測試,得到速度v和牽引力F隨時間t變化的關(guān)系圖象.已知勻速行駛時,電動機輸入電壓48V,輸入電流5A.在7-12s下列說法正確的是( 。
A.電動自行車受到的摩擦力為35NB.電流做了240J的功
C.克服摩擦力做了1050J的功D.電動機的原理是電磁感應(yīng)

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