【題目】如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy的第二、第三象限內(nèi)有一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域△ABC,A點(diǎn)坐標(biāo)為(0,3a),C點(diǎn)坐標(biāo)為(0,﹣3a),B點(diǎn)坐標(biāo)為(,-3a).在直角坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi),加上方向沿y軸正方向、場(chǎng)強(qiáng)大小為E=Bv0的勻強(qiáng)電場(chǎng),在x=3a處垂直于x軸放置一平面熒光屏,其與x軸的交點(diǎn)為Q.粒子束以相同的速度v0由O、C間的各位置垂直y軸射入,已知從y軸上y=﹣2a的點(diǎn)射入磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中的軌跡恰好經(jīng)過O點(diǎn).忽略粒子間的相互作用,不計(jì)粒子的重力.
(1)求粒子的比荷;
(2)求粒子束射入電場(chǎng)的縱坐標(biāo)范圍;
(3)從什么位置射入磁場(chǎng)的粒子打到熒光屏上距Q點(diǎn)最遠(yuǎn)?求出最遠(yuǎn)距離.
【答案】(1)粒子的比荷為 ;
(2)粒子束射入電場(chǎng)的縱坐標(biāo)范圍為0≤y≤2a;
(3)從射入磁場(chǎng)的粒子打到熒光屏上距Q點(diǎn)最遠(yuǎn),最遠(yuǎn)距離為
【解析】 (1)由題意可知, 粒子在磁場(chǎng)中的軌跡半徑為r=a
由牛頓第二定律得Bqv0=m
故粒子的比荷
(2)能進(jìn)入電場(chǎng)中且離O點(diǎn)上方最遠(yuǎn)的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡恰好與AB邊相切,設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心為O′點(diǎn),如圖所示。
由幾何關(guān)系知O′A=r· =2a
則OO′=OA-O′A=a
即粒子離開磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),離O點(diǎn)上方最遠(yuǎn)距離為OD=ym=2a
所以粒子束從y軸射入電場(chǎng)的范圍為0≤y≤2a
(3)假設(shè)粒子沒有射出電場(chǎng)就打到熒光屏上,有
3a=v0·t0
,所以,粒子應(yīng)射出電場(chǎng)后打到熒光屏上
粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,豎直方向位移為y,水平方向位移為x,則
水平方向有x=v0·t
豎直方向有
代入數(shù)據(jù)得x=
設(shè)粒子最終打在熒光屏上的點(diǎn)距Q點(diǎn)為H,粒子射出電場(chǎng)時(shí)與x軸的夾角為θ,則
有H=(3a-x)·tan θ=
當(dāng)時(shí),即y=a時(shí),H有最大值
由于a<2a,所以H的最大值Hmax=a,粒子射入磁場(chǎng)的位置為y=a-2a=-a
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示是三個(gè)成功的演示實(shí)驗(yàn),回答下列問題.
(1)在實(shí)驗(yàn)中,電流表指針偏轉(zhuǎn)的原因是____________________。
(2)第一個(gè)成功實(shí)驗(yàn)(圖a)中,將條形磁鐵從同一高度插入到線圈中同一位置,快速插入和慢速插入有什么量是不同的_________________。(選填“磁通量的變化量”或 “磁通量的變化率”)
(3)從三個(gè)成功的演示實(shí)驗(yàn)可歸納出的結(jié)論是:_________________________________
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用如圖所示的多用電表測(cè)量電阻,請(qǐng)完成下列步驟。
(1)旋動(dòng)________(選填“S”、“T”、“K”),使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻線;
(2)選擇開關(guān)置于圖示位置,將兩表筆短接,旋動(dòng)________(選填“S”、“T”、“K”),使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的“0”刻線;
(3)將兩表筆與待測(cè)電阻相接,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小,為了得到比較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,應(yīng)將選擇開關(guān)置于________(選填“×10”或“x1K”),重新調(diào)零后,再進(jìn)行測(cè)量。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于電容器的說(shuō)法中,正確的是( )
A. 電容越大的電容器,帶電荷量也一定越多
B. 電容器不帶電時(shí),其電容為零
C. 兩個(gè)電容器的帶電荷量相等時(shí),兩板間電勢(shì)差較大的電容器的電容較大
D. 電容器的電容跟它是否帶電無(wú)關(guān)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在光滑的水平面上有一質(zhì)量為M=0.2kg足夠長(zhǎng)的木板,在其左端放置一質(zhì)量m=0.1kg,電荷量q=+0.2C的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn),運(yùn)動(dòng)過程電量保持不變),滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,開始系統(tǒng)都處于靜止?fàn)顟B(tài).整個(gè)空間存在垂直于紙面向外,大小為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng).t=0時(shí)木板受到一水平向左,大小為F=0.6N的恒力作用,設(shè)滑塊受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取10m/s2.求:
(1)摩擦力對(duì)滑塊所做的總功;
(2)當(dāng)滑塊的運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)且木板的速度v=25m/s時(shí)同時(shí)撤去恒力和磁場(chǎng),求撤去后滑塊與木板間的相對(duì)位移.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】我國(guó)發(fā)射的“神州”五號(hào)載人宇宙飛船的周期約為90min,如果把它繞地球的運(yùn)動(dòng)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng),則飛船的運(yùn)動(dòng)和人造地球同步衛(wèi)星(軌道平面與地球赤道平面共面,運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同)的運(yùn)動(dòng)相比,下列判斷中正確的是( )
A. 飛船的軌道半徑大于同步衛(wèi)星的軌道半徑
B. 飛船運(yùn)行的向心加速大于同步衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度
C. 飛船的運(yùn)行速度小于同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度
D. 飛船運(yùn)行的角速度小于同步衛(wèi)星運(yùn)行的角速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,有一寬度為L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。一個(gè)等腰直角三角形的導(dǎo)線框abc,其直角邊長(zhǎng)也為L,在水平拉力F作用下從圖示位置開始向右勻速穿過磁場(chǎng)區(qū),這一過程中直角邊ab始終與磁場(chǎng)邊界平行。以導(dǎo)線框中逆時(shí)針方向為電流的正方向。則下圖中能正確表示線框中電流i隨時(shí)間t變化的圖象是
A. B. C. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一張薄紙板放在光滑水平面上,其右端放有小木塊,小木塊與薄紙板的接觸面粗糙,原來(lái)系統(tǒng)靜止.現(xiàn)用水平恒力F向右拉薄紙板,小木塊在薄紙板上發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),直到從薄紙板上掉下來(lái).上述過程中有關(guān)功和能的下列說(shuō)法正確的是( )
A. 拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動(dòng)能的增加
B. 摩擦力對(duì)小木塊做的功一定等于系統(tǒng)的摩擦生熱
C. 離開薄紙板前小木塊可能先做加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng)
D. 小木塊動(dòng)能的增加可能小于系統(tǒng)的摩擦生熱
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為,導(dǎo)軌電阻不計(jì),上端間接有阻值為的電阻,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為,且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量為,電阻為的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上。初始時(shí)刻,彈簧恰處于自然長(zhǎng)度,導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知彈簧的勁度系數(shù)為,彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行。
(1)求初始時(shí)刻通過電阻的電流的大小和方向;
(2)當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí),速度變?yōu)?/span>,求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小;
(3)導(dǎo)體棒最終靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為,求導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)直到停止的過程中,電路產(chǎn)生的焦耳熱Q。
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