【題目】如圖,光滑水平桌面上有一個(gè)矩形區(qū)域abcd,bc長(zhǎng)度為2L,cd長(zhǎng)度為1.5L,e、f分別為adbc的中點(diǎn)。efcd區(qū)域存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;質(zhì)量為m、電荷量為+q的絕緣小球A靜止在磁場(chǎng)中f點(diǎn)。abfe區(qū)域存在沿bf方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為;質(zhì)量為km的不帶電絕緣小球P,以大小為的初速度沿bf方向運(yùn)動(dòng)。PA發(fā)生彈性正碰,A的電量保持不變,P、A均可視為質(zhì)點(diǎn)。

1)求碰撞后A球的速度大小;

2)若Aed邊離開磁場(chǎng),求k的最大值;

3)若Aed邊中點(diǎn)離開磁場(chǎng),求k的可能值和A在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間。

【答案】1213

【解析】

1)設(shè)PA碰后的速度分別為vPvA,P碰前的速度為

由動(dòng)量守恒定律:

由機(jī)械能守恒定律:

解得:

2)設(shè)A在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為R 由牛頓第二定律得:

解得:

由公式可得R越大,k值越大

如圖1,當(dāng)A的軌跡與cd相切時(shí),R為最大值,

求得k的最大值為

3)令z點(diǎn)為ed邊的中點(diǎn),分類討論如下:

IA球在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)一次從z點(diǎn)就離開磁場(chǎng),如圖2

解得:

可得:

II)由圖可知A球能從z點(diǎn)離開磁場(chǎng)要滿足,則A球在磁場(chǎng)中還可能經(jīng)歷一次半圓運(yùn)動(dòng)后回到電場(chǎng),再被電場(chǎng)加速后又進(jìn)入磁場(chǎng),最終從z點(diǎn)離開。

如圖3和如圖4,由幾何關(guān)系有:

解得:

可得:

A在電場(chǎng)中克服電場(chǎng)力做功的最大值為

當(dāng)時(shí),,由于

當(dāng)時(shí),,由于

綜合(I)、(II)可得A球能從z點(diǎn)離開的k的可能值為:

A球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期為

當(dāng)時(shí),如圖4,A球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是(

A.石墨和金剛石都是晶體,木炭是非晶體

B.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過(guò)等容過(guò)程,吸收熱量,其內(nèi)能不一定增加

C.足球充足氣后很難壓縮,是因?yàn)樽闱騼?nèi)氣體分子間斥力作用的結(jié)果

D.當(dāng)液體與大氣相接觸時(shí),液體表面層內(nèi)的分子所受其他分子作用力的合力總是指向液體內(nèi)部

E.氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù),與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度有關(guān)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用如圖甲所示的裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。圖乙是某次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶,紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)打點(diǎn)畫出。已知AB兩點(diǎn)間距離為,D、E兩點(diǎn)間距離為,且有,交變電流的頻率為。

回答下列問(wèn)題。

(1)紙帶上顯示的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)?/span>____________;(選填“從左向右”或““從右向左”)

(2)小車運(yùn)動(dòng)的加速度為____________;(用題給物理量字母表示)

(3)點(diǎn)的速度為___________(用題給物理量字母表示)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,M、N是組成電容器的兩塊水平放置的平行金屬極板,M中間有一小孔。M、N分別接到電壓恒定的電源上(圖中未畫出)。小孔正上方的A點(diǎn)與極板M相距h.與極板N相距3h.某時(shí)刻一質(zhì)量為m、帶電量為q的微粒從A點(diǎn)由靜止下落,到達(dá)極板N時(shí)速度剛好為零(不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g.則

A. 帶電微粒在M、N兩極板間往復(fù)運(yùn)動(dòng)

B. 兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

C. 若將M向下平移h/3 ,微粒仍從A點(diǎn)由靜止下落,進(jìn)入電場(chǎng)后速度為零的位置與N的距離為5/4 h

D. 若將N向上平移h/3 微粒仍從A由靜止下落,進(jìn)入電場(chǎng)后速度為零的位置與M的距離的5/4 h

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為一定質(zhì)量氣體發(fā)生狀態(tài)變化的P-V圖象,1、2是兩條等溫線,A、B是等溫線1上的兩點(diǎn),C、D是等溫線2上的兩點(diǎn),若氣體按圖線從A→B→C→D→A進(jìn)行狀態(tài)變化,則下列說(shuō)法正確的是_________。

A.等溫線1對(duì)應(yīng)的氣體溫度比等溫線2對(duì)應(yīng)的氣體溫度高

B.氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,氣體一定吸收熱量

C.氣體從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,氣體吸收的熱量比氣體做功多

D.氣體從狀態(tài)C變化到狀態(tài)D,氣體分子密度增大了,但氣體分子的平均速率不變

E.氣體從A→B→C→D→A的過(guò)程中,氣體做的總功為零

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一個(gè)固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷,以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能,θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置,則

A. θ增大,E增大 B. θ增大,Ep不變

C. θ減小,Ep增大 D. θ減小,E不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)做驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),OBOC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。

(1)如果沒(méi)有操作失誤,圖乙中的兩力中,方向一定沿方向的是___________。

(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是______________

A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.建立物理模型法

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),主要的步驟是:

A.在桌上放一塊方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在方木板上;

B.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的點(diǎn),在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩,細(xì)繩的另一端系著繩套;

C.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長(zhǎng),結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置,記錄下點(diǎn)的位置,讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);

D.按選好的標(biāo)度,用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的圖示,并用平行四邊形定則求出合力;

E.只用一只彈簧測(cè)力計(jì),通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),記下細(xì)繩的方向,按同一標(biāo)度作出這個(gè)力的圖示;

F.比較的大小和方向,看它們是否相同,得出結(jié)論。

上述步驟中:有重要遺漏的步驟的序號(hào)是_____________________

遺漏的內(nèi)容分別是________________________________________。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,MN下方有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),半徑為R、內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi),直徑AB垂直于水平虛線MN,圓心OMN上,一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的、帶電荷量為+q的小球從半圓管的A點(diǎn)由靜止開始滑入管內(nèi),小球從B點(diǎn)穿出后,始終在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),C點(diǎn)(圖中未畫出)為小球在電場(chǎng)內(nèi)水平向左運(yùn)動(dòng)位移最大時(shí)的位置.已知重力加速度為g,小球離開絕緣半圓管后的加速度大小為.則下列說(shuō)法正確的是(

A.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

B.小球在管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的加速度大小

C.小球從BC過(guò)程中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),且水平方向位移為

D.小球在管道內(nèi)由AB過(guò)程中的最大速度為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當(dāng)顯示屏開啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件,電腦正常工作:當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件,屏幕熄滅,電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)。如圖所示,一塊寬為、長(zhǎng)為的矩形半導(dǎo)體霍爾元件,元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為的自由電子,通入方向向右的電流時(shí),電子的定向移動(dòng)速度為。當(dāng)顯示屏閉合時(shí)元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓,以此控制屏幕的熄滅。則元件的(

A. 前表面的電勢(shì)比后表面的低

B. 前、后表面間的電壓無(wú)關(guān)

C. 前、后表面間的電壓成正比

D. 自由電子受到的洛倫茲力大小為

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同步練習(xí)冊(cè)答案