【題目】如圖所示,在xoy直角坐標(biāo)平面內(nèi)-0.05m≤x<0的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T,0≤x≤0.08m的區(qū)域有沿-x方向的勻強(qiáng)電場.在x軸上坐標(biāo)為(-0.05m,0)的S點(diǎn)有一粒子源,它一次能沿紙面同時向磁場內(nèi)每個方向發(fā)射一個比荷q/m =5×107C/kg,速率v0=2×106m/s的帶正電粒子.若粒子源只發(fā)射一次,其中只有一個粒子Z恰能到達(dá)電場的右邊界,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用(結(jié)果可保留根號).求:
(1)粒子在磁場中運(yùn)動的半徑R;
(2)粒子Z從S發(fā)射時的速度方向與磁場左邊界的夾角θ;
(3)第一次經(jīng)過y軸的所有粒子中,位置最高的粒子P的坐標(biāo);
(4)若粒子P到達(dá)y軸瞬間電場突然反向,求粒子P到達(dá)電場右邊界時的速度
【答案】(1)0.1m(2)60°或120°(3)(0,)(4)
【解析】
試題分析:(1)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,由洛倫茲力提供向心力,則有
可得
(2)由題意可知Z粒子是垂直電場左邊界進(jìn)入電場的,作出Z粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡如圖1所示,O1為軌跡圓的圓心.分別用dB表示磁場區(qū)域的寬度.由幾何知識可知,∠O1SO=θ,在△SOO1中滿足:,得 θ=60°
即粒子Z從S發(fā)射時的速度方向與磁場左邊界的夾角θ為60°或120°.
(3)在y軸上位置最高的粒子P的運(yùn)動軌跡恰與y軸相切于N點(diǎn),如圖2所示,N點(diǎn)到x軸的豎直距離L滿足: L2+(R-dB)2=R2;
解得:即粒子P的位置坐標(biāo)為(0,).
(4)用dE表示電場的寬度.對Z粒子在電場中運(yùn)動,由動能定理有:①
代入數(shù)據(jù)解得:E=5.0×105N/C
設(shè)沿電場方向的速度為v⊥,則;
qE=ma
解得 v⊥=2×106m/s
所以粒子P到達(dá)電場右邊界時的速度
方向與電場右邊界成45°或135°
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】有一個帶電荷量q=-3×10-6 C的點(diǎn)電荷,從某電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),電荷克服靜電場力做6×10-4 J的功,從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力對電荷做9×10-4 J的功,問:若以B點(diǎn)電勢為零,則
(1)點(diǎn)電荷q在A、C點(diǎn)的電勢能各為多少?
(2)A、C兩點(diǎn)的電勢各為多少?
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【題目】如圖為靜電除塵機(jī)理示意圖,廢氣先經(jīng)過一個機(jī)械過濾裝置再進(jìn)入靜電除塵區(qū),帶負(fù)電的塵埃在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵目的.圖中虛線為電場線(方向未標(biāo)).不考慮塵埃在遷移過程中的相互作用和電量變化,則( )
A. 電場線方向由放電極指向集塵極
B. 圖中A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢
C. 塵埃在遷移過程中做勻變速運(yùn)動
D. 塵埃在遷移過程中電勢能減小
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【題目】在“探究加速度與小車質(zhì)量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置.M表示小車及砝碼的總質(zhì)量,m表示沙桶及沙的總質(zhì)量.
(1)為使實(shí)驗(yàn)中小車所受合外力等于細(xì)線的拉力,應(yīng)采取的措施是________;為使細(xì)線對小車?yán)Υ笮〗频扔谏惩昂蜕车闹亓g,應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)條件是____.
(2)在控制沙桶和沙的質(zhì)量一定的情況下,該實(shí)驗(yàn)小組測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示,為了直觀反映加速度與小車及砝碼總質(zhì)量的關(guān)系,請?jiān)诜礁褡鴺?biāo)紙中選取恰當(dāng)?shù)奈锢砹拷⒆鴺?biāo)系,并作出相應(yīng)的圖根據(jù)圖象判斷,實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的最主要原因是:________.
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【題目】如圖所示,在傾角α=30°的光滑固定斜面上,相距為d的兩平行虛線MN、PQ間分布有大小為B、方向垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場.在PQ上方有一質(zhì)量m、邊長L(L<d)的正方形單匝線圈abcd,線圈的電阻值為R,cd邊與PQ邊平行且相距x.現(xiàn)將該線圈自此位置由靜止釋放,使其沿斜面下滑穿過磁場,在ab邊將離開磁場時,線圈已做勻速運(yùn)動.重力加速度為g.求:
(1)線圈cd邊剛進(jìn)入磁場時的速率v1;
(2)線圈進(jìn)入磁場的過程中,通過ab邊的電量q;
(3)線圈通過磁場的過程中所產(chǎn)生的焦耳熱Q.
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【題目】如圖所示,物體A、B通過細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè),物體A、B的質(zhì)量分別為2m、m,開始時細(xì)繩伸直,用手托著物體A使彈簧處于原長且A與地面的距離為h,物體B靜止在地面上.放手后物體A下落,與地面即將接觸時速度為,此時物體B對地面恰好無壓力,則下列說法中正確的是
A. 物體A下落過程中的某一時刻,物體A的加速度為零
B. 此時彈簧的彈性勢能等于
C. 此時物體B處于超重狀態(tài)
D. 彈簧勁度系數(shù)為
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【題目】(1)在做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)時,橡皮條的一端固定在木板上,另一端系上兩根帶繩套的細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)中需用兩個彈簧秤分別勾住繩套把橡皮條的一端拉到某一確定的O點(diǎn),則下列說法中正確的是___。
A.兩根細(xì)繩必須等長
B.同一次實(shí)驗(yàn)中,O點(diǎn)位置不允許變動
C.實(shí)驗(yàn)中,把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時,兩個彈簧秤之間的夾角必須取90°
D.本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是等效替代法
(2)某同學(xué)用勁度系數(shù)為500 N/m的彈簧OC代替橡皮條做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)。在保持彈簧伸長1.00 cm不變的條件下:
①若彈簧秤a、b間夾角為90°,彈簧秤a的讀數(shù)是________N(圖2中所示),則彈簧秤b的讀數(shù)可能為________N。
②若彈簧秤a、b間夾角大于90°,保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變,減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角,則彈簧秤b的讀數(shù)________(填“變大”“變小”或“不變”)。
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【題目】(多選)如圖所示,水平放置的金屬板正上方有一固定的正點(diǎn)電荷Q,一表面絕緣的帶電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場),從左端以初速度v0滑上金屬板,沿光滑的上表面向右運(yùn)動到右端,在該運(yùn)動過程中( )
A. 小球做勻速直線運(yùn)動
B. 小球做先減速,后加速的運(yùn)動
C. 小球的電勢能保持不變
D. 電場力對小球所做的功為零
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【題目】甲、乙兩物體相距S,同時同向運(yùn)動,甲在前做初速度為v1、加速度為a1的勻加速直線運(yùn)動,乙在后做初速度為v2、加速度為a2的勻加速直線運(yùn)動,若運(yùn)動范圍不受限制,下列說法正確的是( 。
A. 若a2>a1,兩物體一定會相遇
B. 若a2<a1,兩物體一定不會相遇
C. 若v2>v1,兩物體一定會相遇
D. 若v2<v1,兩物體一定會不相遇
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