【題目】如圖所示,在 xOy 坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)有一沿 y 軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,在第四象限內(nèi)有一垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為+q 的粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn) O 射入磁場,其入射方向與x的正方向成 45°角。當(dāng)粒子運(yùn)動到電場中坐標(biāo)為(3L,L)的 P 點(diǎn)處時(shí)速度大小為 v0,方向與 x 軸正方向相同。求:
(1)粒子從 O 點(diǎn)射入磁場時(shí)的速度 v;
(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng) E0 和勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0。
(3)粒子從 O 點(diǎn)運(yùn)動到 P 點(diǎn)所用的時(shí)間。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
解:(1)若粒子第一次在電場中到達(dá)最高點(diǎn),則其運(yùn)動軌跡如圖所示,粒子在 點(diǎn)時(shí)的速度大小為,段為圓周,段為拋物線,根據(jù)對稱性可知,粒子在點(diǎn)時(shí)的速度大小也為,方向與軸正方向成角,可得:
解得:
(2)在粒子從運(yùn)動到的過程中,由動能定理得:
解得:
又在勻強(qiáng)電場由到的過程中,水平方向的位移為:
豎直方向的位移為:
可得:,
由,故粒子在段圓周運(yùn)動的半徑: 及
解得:
(3)在點(diǎn)時(shí),
設(shè)粒子從由到所用時(shí)間為,在豎直方向上有:
粒子從點(diǎn)運(yùn)動到所用的時(shí)間為:
則粒子從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)所用的時(shí)間為:總
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】真空管道超高速列車的動力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動動能的裝置。圖1是某種動力系統(tǒng)的簡化模型,圖中粗實(shí)線表示固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,電阻忽略不計(jì),ab和cd是兩根與導(dǎo)軌垂直,長度均為l,電阻均為R的金屬棒,通過絕緣材料固定在列車底部,并與導(dǎo)軌良好接觸,其間距也為l,列車的總質(zhì)量為m。列車啟動前,ab、cd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下,如圖1所示,為使列車啟動,需在M、N間連接電動勢為E的直流電源,電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻忽略不計(jì),列車啟動后電源自動關(guān)閉。
(1)要使列車向右運(yùn)行,啟動時(shí)圖1中M、N哪個(gè)接電源正極,并簡要說明理由;
(2)求剛接通電源時(shí)列車加速度a的大。
(3)列車減速時(shí),需在前方設(shè)置如圖2所示的一系列磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場寬度和相鄰磁場間距均大于l。若某時(shí)刻列車的速度為,此時(shí)ab、cd均在無磁場區(qū)域,試討論:要使列車停下來,前方至少需要多少塊這樣的有界磁場?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲(側(cè)視圖只畫了一個(gè)小車)所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以驗(yàn)證“牛頓第二定律”,兩個(gè)相同的小車放在光滑水平桌面上,右端各系一條細(xì)繩,跨過定滑輪各掛一個(gè)小盤增減盤中的砝碼可改變小車受到的合外力,增減車上的砝碼可改變小車的質(zhì)量。兩車左端各系一條細(xì)線用一個(gè)黑板擦把兩細(xì)線同時(shí)按在固定、粗糙的水平墊片上,使小車靜止(如圖乙)。拾起黑板擦兩車同時(shí)運(yùn)動,在兩車尚未碰到滑輪前,迅速按下黑板擦,兩車立刻停止,測出兩車位移的大小。
(1)該實(shí)驗(yàn)中,盤和盤中砝碼的總質(zhì)量應(yīng)__________小車的總質(zhì)量(填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”、“等于”)。
(2)圖丙為某同學(xué)在驗(yàn)證“合外力不變加速度與質(zhì)量成反比”時(shí)的實(shí)驗(yàn)記錄,已測得小車1的總質(zhì)量M1=100g,小車2的總質(zhì)量M2=200g。由圖可讀出小車1的位移x1=5.00m小車2的位移x2=__________cm,可以算出=__________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),_________(填“大于”、“小于”、“等于”)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)在“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”的實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置.線圈A通過電流表甲、高阻值的電阻Rˊ、變阻器R和開關(guān)連接到干電池上,線圈B的兩端接到另一個(gè)電流表乙上,兩個(gè)電流表相同,零刻度居中.閉合開關(guān)后,當(dāng)滑動變阻器R的滑片P不動時(shí),甲、乙兩個(gè)電流表指針的不同的位置如圖所示.
(1)當(dāng)滑片P較快地向左滑動時(shí),甲表指針的偏轉(zhuǎn)方向是________,乙表指針的偏轉(zhuǎn)方向是________.(填“向右偏”、“向左偏”或“不偏轉(zhuǎn)”)
(2)斷開開關(guān),待電路穩(wěn)定后再迅速閉合開關(guān),乙表的偏轉(zhuǎn)情況是________(填“向左偏”、“向右偏”或“不偏轉(zhuǎn)”)
(3)從上述實(shí)驗(yàn)可以初步得出結(jié)論:________.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì),將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場.若第一次用0.3 s時(shí)間拉出,外力所做的功為W1,通過導(dǎo)線截面的電荷量為q1;第二次用0.9 s時(shí)間拉出,外力所做的功為W2,通過導(dǎo)線截面的電荷量為q2,則( )
A.W1<W2,q1<q2B.W1<W2,q1=q2C.W1>W2,q1=q2D.W1>W2,q1>q2
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】真空中,一直線上有M、O、N、P四個(gè)點(diǎn),相鄰兩點(diǎn)間距相等,現(xiàn)在O點(diǎn)放一點(diǎn)電荷Q,如圖所示,則( )
A. 電勢φM=φN B. 電勢φM=φP
C. 場強(qiáng)大小EM=EP D. 電勢差UON=UNP
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,回旋加速器由置于高真空中的兩個(gè)半徑為R的D形式上金屬盒構(gòu)成,兩盒間的狹縫很小,粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直。兩盒間加速電壓為U,方向發(fā)生周期性變化,使得粒子每進(jìn)入狹縫即被加速.從A處粒子源產(chǎn)生的帶正電粒子質(zhì)量為m、電荷量為q、初速不計(jì),粒子重力不計(jì).則( )
A. 粒子能獲得的最大速率為 B. 粒子能獲得的最大速率為
C. 粒子在加速器中運(yùn)動時(shí)間為 D. 粒子在加速器中運(yùn)動時(shí)間為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示是一個(gè)由電池E、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路,平行板電容器中央有一個(gè)液滴處于平衡狀態(tài),當(dāng)增大電容器兩板間距離的過程中( )
A.電容器的電容變大B.電阻R中有從a流向b的電流
C.液滴帶正電D.液滴仍然平衡
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40 m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場.金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5 V、內(nèi)阻r=0.50 Ω的直流電源,現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5Ω,金屬導(dǎo)軌 電阻不計(jì),g取10m/s2(已知sin37°=0.60,cos37°=0.80).求:
(1)通過導(dǎo)體棒的電流;
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大。
(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力.
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