【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi)第Ⅱ象限有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為 N/C。y軸右側(cè)有一個邊界為圓形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,圓心O′位于x軸上,半徑為r=0.02 m,磁場最左邊與y軸相切于O點(diǎn),磁場方向垂直紙面向里。第Ⅰ象限內(nèi)與x軸相距為 m處,有一平行于x軸長為l=0.04 m的屏PQ,其左端P離y軸的距離為0.04 m。一比荷為C/kg帶正電的粒子,從電場中的M點(diǎn)以初速度m/s垂直于電場方向向右射出,粒子恰能通過y軸上的N點(diǎn)。已知M點(diǎn)到y軸的距離為s=0.01 m,N點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為 m,不計(jì)粒子的重力。求:
(1)粒子通過N點(diǎn)時的速度大小與方向;
(2)要使粒子打在屏上,則圓形磁場區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件;
(3)若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為T,且圓形磁場區(qū)域可上下移動,則粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間。
【答案】(1) m/s, (2) (3)s
【解析】試題(1)設(shè)粒子通過N點(diǎn)時的速度為v,速度與豎直方向的夾角為θ,粒子進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動有:
又由牛頓第二定律有:
代入數(shù)據(jù)解得m/s
(2)由分析知粒子通過N點(diǎn)后將沿半徑方向進(jìn)入圓形磁場區(qū)域。
粒子垂直進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動有:
粒子剛好打在P點(diǎn)時,磁感應(yīng)強(qiáng)度最強(qiáng)設(shè)為,此時粒子的軌跡半徑為
由幾何關(guān)系有:
代入數(shù)據(jù)解得
粒子剛好打在Q點(diǎn)時,磁感應(yīng)強(qiáng)度最弱設(shè)為,此時粒子的軌跡半徑為
由幾何關(guān)系有:
代入數(shù)據(jù)解得
綜合得粒子要打在屏上磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足:
(3)粒子的軌跡半徑為m
設(shè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的圓心角為α,弦長為,由幾何關(guān)系有:
要使粒子在磁場中運(yùn)動的時間最長,則解得
設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動的周期為T有:s
粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間為:s
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在光滑水平面上有一物塊始終受水平恒力F的作用而運(yùn)動,在其正前方固定一個足夠長的輕彈簧,如圖,當(dāng)物塊與彈簧接觸后向右運(yùn)動的過程中,下列說法正確的是 ( )
A. 物塊接觸彈簧后即做減速運(yùn)動
B. 物塊接觸彈簧后先加速后減速
C. 當(dāng)彈簧處于壓縮量最大時,物塊的加速度等于零
D. 當(dāng)物塊的速度為零時,它所受的合力為零
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【題目】1999年11月21日,我國“神舟”號宇宙飛船成功發(fā)射并收回,這是我國航天史上重要的里程碑.新型“長征”運(yùn)載火箭,將重達(dá)8.4t的飛船向上送至近地軌道1,如圖所示.飛船與火箭分離后,在軌道1上以速度7.2km/s繞地球做勻速圓周運(yùn)動,則( )
A. 飛船在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率
B. 飛船在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度
C. 飛船在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度
D. 飛船在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,ABC為絕緣軌道,AB部分是半徑R=40cm的光滑半圓軌道,P是半圓軌道的中點(diǎn),BC部分水平,整個軌道處于E=1×103 V/m的水平向左的勻強(qiáng)電場中,有一小滑塊質(zhì)量m=40g,帶電量q=1×10—4C,它與BC間的動摩擦因數(shù)=0.2,g取10m/s2,求:
(1)要使小滑塊能運(yùn)動到A點(diǎn),滑塊應(yīng)在BC軌道上離B多遠(yuǎn)處靜止釋放?
(2)在上述情況中,小滑塊通過P點(diǎn)時,對軌道的壓力大小為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,兩個用相同材料、相同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制的單匝閉合正方形線圈1和2,其邊長L1=2L2,在距磁場上界面h高處由靜止開始自由下落,再逐漸完全進(jìn)入磁場,最后落到地面.運(yùn)動過程中,線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界.設(shè)線圈1、2落地時的速度大小分別為v1、v2,在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2,通過線圈截面的電荷量分別為q1、q2,不計(jì)空氣阻力,則( )
A. v1<v2,Q1>Q2,q1>q2
B. v1=v2,Q1=Q2,q1=q2
C. v1<v2,Q1>Q2,q1=q2
D. v1=v2,Q1<Q2,q1<q2
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【題目】航母上飛機(jī)彈射起飛所利用的電磁驅(qū)動原理如圖所示。當(dāng)固定線圈突然通過直流電流時,線圈左側(cè)的金屬環(huán)被彈射出去。則下列說法正確的是 ( )
A. 合上開關(guān)S的瞬間,從右側(cè)看環(huán)中產(chǎn)生沿逆時針方向的感應(yīng)電流
B. 金屬環(huán)向左運(yùn)動過程中將有收縮趨勢
C. 若將金屬環(huán)置于線圈的右側(cè),環(huán)將向右彈射
D. 若將電池正負(fù)極調(diào)換后,金屬環(huán)不能向左彈射
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一根不可伸長的輕繩兩端各系一個小球a和b,跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細(xì)桿C和D上,質(zhì)量為ma的a球置于地面上,質(zhì)量為mb的b球從水平位置靜止釋放。當(dāng)b球擺過的角度為90°時,a球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱,下列結(jié)論正確的是( )
A.
B.
C.若只將細(xì)桿D水平向左移動少許,則當(dāng)b球擺過的角度為小于90°的某值時,a 球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱?/span>
D.若只將細(xì)桿D水平向左移動少許,則當(dāng)b 球擺過的角度仍為90°時,a 球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱?/span>
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【題目】.如圖所示的電路中,電源的電動勢E和內(nèi)阻r一定,A、B為平行板電容器的兩塊正對金屬板,R1為光敏電阻。當(dāng)R2的滑動觸頭P在a端時,閉合開關(guān)S,此時電流表A和電壓表V的示數(shù)分別為I和U。以下說法正確的是 ( )
A. 若僅將R2的滑動觸頭P向b端移動,則I不變,U增大
B. 若僅增大A B板間距離,則電容器所帶電荷量不變
C. 若僅用更強(qiáng)的光照射R1,則I增大,U增大,電容器所帶電荷量增加
D. 若僅用更強(qiáng)的光照射R1 ,則U變化量的絕對值與I變化量的絕對值的比值不變
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【題目】在如圖所示電路中,電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后,在滑動變阻器R2的滑動端由a向b緩慢滑動的過程中,( )
A.電壓表的示數(shù)增大,電流表的示數(shù)減小
B.電壓表的示數(shù)減小,電流表的示數(shù)增大
C.電源路端電壓增大
D.電容器C所帶電荷量減小
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