暫無成都九中高三試卷物理的詳細信息,建議參考學校公布的考試大綱和成都九中高三物理的課堂教學,以獲取準確的試卷內容和答案。
題目:
【高三物理】
問題:在某次實驗中,有一塊金屬板M,其表面附近有一勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,磁場區域寬度為L,磁感應強度為B。現在金屬板M上放置一個質量為m、電量為q的小物體(可視為質點),小物體在金屬板上的滑動摩擦系數為μ。求小物體在磁場中運動的最短時間。
【分析】
1. 小物體在磁場中受到洛倫茲力作用,根據受力分析求解運動狀態;
2. 根據運動學公式求解最短時間。
【解答】
解:
1. 小物體在磁場中受到洛倫茲力作用,其大小為:
F = qvB
其中v是小物體在磁場中的速度。
由于小物體在金屬板上的滑動摩擦力為:
Ff = μmg
小物體受到的合力為:
F合 = F - Ff = qvB - μmg
根據受力平衡條件,有:
F合 = 0
即:qvB = μmg
解得:v = μg/B
2. 小物體在磁場中的運動時間為:
t = L/v = Lμg/B^2
當小物體運動到磁場邊緣時,其速度方向與磁場邊緣垂直,此時小物體運動的時間最短。因此,當小物體在磁場中做圓周運動的半徑為磁場寬度L時,時間最短。根據圓周運動公式可得:
v = √(B^2L^2 - μ^2g^2)
帶入前面的結果可得:t = L√(1 - μ^2/B^2)
綜上所述,小物體在磁場中運動的最短時間為:t = L√(1 - μ^2/B^2)。