【題目】如圖所示,abcd是一個正方形的盒子,在cd邊的中點有一小孔e,盒子中存在著沿ad方向的勻強電場,場強大小為某種離子不斷地從a處的小孔沿ab方向射入盒內(nèi),粒子的初速度為,經(jīng)電場作用后恰好從e處的小孔射出。若撤去電場,在盒子中加一方向垂直于紙面的勻強磁場圖中未畫出,磁感應(yīng)強度大小為B,離子仍恰好從e孔射出。求:
所加磁場的方向。
分別加電場和磁場時,粒子從e孔射出時的速率各多大。
電場強度E與磁感應(yīng)強度B的比值。
【答案】所加磁場的方向垂直紙面向外。和。
【解析】
根據(jù)粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)方向,判斷粒子的電性,由左手定則判斷磁場方向;加電場時,粒子做平拋運動,運用運動的分解,由類平拋運動的規(guī)律和動能定理結(jié)合求速率。在磁場中離子做勻速圓周運動,射出e孔時速率不變。加磁場時,根據(jù)幾何關(guān)系求出離子的軌跡半徑,由牛頓第二定律列式,B用半徑、速率等等物理量表示,E也用相同的物理量表示,即可求得E與B比值。
(1)根據(jù)粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)方向,可知粒子帶正電,根據(jù)左手定則判斷,磁場方向垂直紙面向外。
(2)設(shè)帶電粒子的電量為q,質(zhì)量為m,盒子的邊長為L,粒子在電場中沿ad方向的位移為L,沿ab方向的位移為,在電場中離子做類平拋運動,設(shè)從離子從孔e射出時的速度為v,則,
由動能定理得
解得:,
在磁場中離子做勻速圓周運動,射出e孔時。
(3)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動,軌道半徑為R,根據(jù)牛頓第二定律得
解出:
根據(jù)如圖所示的幾何關(guān)系:
解得軌道半徑為
得出磁場的磁感應(yīng)強度
所以解得:
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【題目】如圖所示為游樂場中過山車的“磁力剎車裝置”。在過山車兩側(cè)安裝銅片,停車區(qū)的軌道兩側(cè)安裝強力磁鐵,當(dāng)過山車進(jìn)入停車區(qū)時,銅片與強力磁鐵的相互作用使過山車能很快地停下,下列說法中錯誤的是
A. 過山車進(jìn)入停車區(qū)時其動能轉(zhuǎn)化成電能
B. 過山車進(jìn)入停車區(qū)的過程中兩側(cè)的銅片中會產(chǎn)生感應(yīng)電流
C. 把銅片換成有機玻璃片,也能達(dá)到相同的剎車效果
D. 過山車進(jìn)入停車區(qū)的過程中銅片受到的安培力使過山車減速
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【題目】如圖所示,ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿,a、b、c、d位于同一圓周上,a點為圓周的最高點,d點為最低點.每根桿上都套著一個小滑環(huán)(圖中未畫出),三個滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速為0),用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達(dá)d所用的時間,則( )
A.t1<t2<t3 B.t1>t2>t3 C.t3>t1>t2 D.t1=t2=t3
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【題目】一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機,如圖所示表示它的發(fā)電原理:將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和負(fù)電的粒子,而從整體來說呈中性)沿圖中所示方向噴射入磁場,磁場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板上就聚集了電荷.在磁極配置如圖中所示的情況下,下列說法中正確的是:
A. A板帶正電
B. 有電流從b經(jīng)用電器流向a
C. 金屬板A、B間的電場方向向下
D. 等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力小于所受電場力
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【題目】如圖所示,用長為L的輕繩(輕繩不可伸長)連接的甲、乙兩物塊(均可視為質(zhì)點),放置在水平圓盤上,甲、乙連線的延長線過圓盤的圓心O,甲與圓心O的距離也為L,甲、乙兩物體的質(zhì)量均為m,與圓盤間的動摩擦因數(shù)均為μ,物塊與圓盤間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,甲、乙始終相對圓盤靜止,則下列說法中正確的是( )
A. 圓盤轉(zhuǎn)動的角速度最大為
B. 圓盤轉(zhuǎn)動的角速度最大為
C. 輕繩最大彈力為
D. 輕繩最大彈力
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【題目】如圖所示, a.、b為豎直向上的電場線上的兩點,一帶電質(zhì)點從a點由靜止釋放,沿電場線向上運動,恰好能到b點,下列說法中正確的是( )
A. 帶電質(zhì)點在a.、b兩點的電勢能相等
B. a點的電勢比b點的電勢高
C. 帶電質(zhì)點從a點運動到b點電場力先做正功后做負(fù)功
D. a點的場強比b點的電場強度大
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【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m=0.2kg的可視為質(zhì)點小物塊從傾角為θ=370、高為h=0.6m的斜面頂端A處無初速自由滑下,經(jīng)過斜面底端B后立刻滑上正在以v=3m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動的水平傳送帶上,滑上傳送帶時無能量損失,已知物塊與斜面和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,傳送帶兩輪之間的距離為s=1.2m,g取10 m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8,求:
(1)物塊下滑到斜面底端B處的速度大;
(2)物體在傳送帶上做勻加速運動的加速度的大小和物塊運動到C處的速度大小;
(3)其它條件都不變,只改變傳送帶的速度大小,要使物塊在最短時間內(nèi)到達(dá)傳送帶的最右端C處,傳送帶的速度至少為多大?
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【題目】如圖所示,兩塊相同的金屬板M和N正對并水平放置,它們的正中央分別有小孔O和O′,兩板距離為2L,兩板間存在豎直向上的勻強電場;AB是一根長為3L的輕質(zhì)絕緣豎直細(xì)桿,桿上等間距地固定著四個(1、2、3、4)完全相同的帶電荷小球,每個小球帶電量為q、質(zhì)量為m、相鄰小球間的距離為L,第1個小球置于O孔處.將AB桿由靜止釋放,觀察發(fā)現(xiàn),從第2個小球剛進(jìn)入電場到第3個小球剛要離開電場,AB桿一直做勻速直線運動,整個運動過程中AB桿始終保持豎直,重力加速度為g。求:
(1)兩板間的電場強度E;
(2)第4個小球剛離開電場時AB桿的速度;
(3)從第2個小球剛進(jìn)入電場開始計時,到第4個小球剛離開電場所用的時間.
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【題目】2017年12月24日上午9 時34分, 我國自主設(shè)計全球最大水陸兩棲飛機AG600在廣東珠海首飛成功。該次試飛階段對起飛段和降落段進(jìn)行觀察,記錄數(shù)據(jù)如下表。假設(shè)起飛段和降落段均簡化成勻變速直線運動,且起飛升空后到開始降落的階段看成勻速直線運動。
(1)求AG600降落段過程中加速度大小a2;
(2)求AG600起飛段過程中通過的位移x1;
(3)求起飛段過程中AG600所受合外力與自身重力的比值
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