15.如圖所示,在一半徑為R圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,方向垂直紙面向外.一束質(zhì)量為m、電量為q帶正電的粒子沿平行于直徑MN的方向進入勻強磁場,粒子的速度大小不同,重力不計.入射點P到直徑MN的距離為h,
求:(1)某粒子經(jīng)過磁場射出時的速度方向恰好與其人射方向相反,求粒子的入射速度是多大?
(2)恰好能從M點射出的粒子速度是多大?
(3)若h=$\frac{R}{2}$,粒子從P點經(jīng)磁場到M點的時間是多少?

分析 先確定粒子半徑然后由牛頓第二定律列方程求速度;
先畫出粒子的運動軌跡,然后由幾何知識確定出半徑,然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求速度;
根據(jù)幾何關(guān)系,確定出圓心角,然后表示出周期公式,最后求時間.

解答 解:(1)粒子出射方向與入射方向相反,在磁場中走了半周,其半徑r1=h,
由牛頓第二定律得:qv1B=m$\frac{{v}_{1}^{2}}{{r}_{1}}$,
解得:v1=$\frac{qBh}{m}$;
(2)粒子從M點射出,其運動軌跡如圖,在△MQO1中,

r22=(R-$\sqrt{{R}^{2}-{h}^{2}}$)2+(h-r22
解得:r2=$\frac{{R}^{2}-R\sqrt{{R}^{2}-{h}^{2}}}{h}$
由牛頓第二定律得:qv2B=m$\frac{{v}_{2}^{2}}{{r}_{2}}$,
解得:v2=$\frac{qBR(R-\sqrt{{R}^{2}-{h}^{2}})}{mh}$;
(3)若h=$\frac{R}{2}$,sin∠POQ=$\frac{h}{R}$=$\frac{1}{2}$,
解得:∠POQ=$\frac{π}{6}$,
由幾何關(guān)系得粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)所對圓心角為α=$\frac{7}{6}$π,
粒子做圓周運動的周期:T=$\frac{2πm}{qB}$,
粒子的運動時間:t=$\frac{α}{2π}$T=$\frac{7πm}{6qB}$;
答:(1)某粒子經(jīng)過磁場射出時的速度方向恰好與其入射方向相反,粒子的入射速度是$\frac{qBh}{m}$;
(2)恰好能從M點射出的粒子速度是$\frac{qBR(R-\sqrt{{R}^{2}-{h}^{2}})}{mh}$;

(3)若h=$\frac{R}{2}$,粒子從P點經(jīng)磁場到M點的時間是$\frac{7πm}{6qB}$.

點評 本題考查了帶電離子在磁場中的運動,分析清楚粒子運動過程是正確解題的關(guān)鍵,應(yīng)用牛頓第二定律與周期公式可以解題;處理粒子在勻強磁場中的運動問題,要會定圓心、找半徑,結(jié)合圓周運動求相關(guān)量.

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5.如圖所示,質(zhì)量為m帶電量為q的帶電微粒,以初速度v0從A點豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強電場中,微粒通過電場中B點時速率vB=2v0,方向與電場的方向一致,則下列選項正確的是(  )
A.微粒所受的電場力大小是其所受重力的2倍
B.帶電微粒的機械能增加了mv02
C.A、B兩點間的電勢差為$\frac{2m{{v}_{0}}^{2}}{q}$
D.A、B兩點間的電勢差為$\frac{3m{{v}_{0}}^{2}}{2q}$

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6.如圖,虛線a、b和c是某電場中的三個等勢面,它們的電勢分別為φa、φb、φc,且φa>φb>φc,一帶正電的粒子射入電場中,其運動軌跡如實線KLMN所示,由圖可知( 。
A.粒子從K到L的過程中,電場力做負功
B.粒子從L到M的過程中,電場力做負功
C.粒子從K到L的過程中,電勢能減少
D.粒子從K到N的過程中,動能增加

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.用50N的力拉一個質(zhì)量為10kg的物體在水平地面上前進,如圖所示若物體前進了10m,拉力F做的功W1=400J,重力G做的功W2=0J.如果物體與水平面間動摩擦因數(shù)μ=0.1,物體克服阻力做功W3=70J.(g取10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

10.甲圖中所示器材為某同學測繪額定電壓為2.5V的小燈泡的I-U特性曲線的實驗器材.
(1)根據(jù)實驗原理,用筆畫線代替導線,將甲圖中的實驗電路圖連接完整.
(2)實驗中測得有關(guān)數(shù)據(jù)如表:
U/V0.400.801.201.602.002.402.80
I/A0.100.160.200.230.250.260.27
根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù),在圖乙中畫出了小燈泡的I-U特性曲線.
把本題中小燈泡接到圖丙示電路中,若電源電動勢E=2.0V,內(nèi)阻不計,定值R=5Ω,則此時小燈泡的功率是0.20 W.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

20.有甲、乙、丙三個同學根據(jù)不同的實驗條件,進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗:
(1)甲同學采用如圖甲所示的裝置.用小錘打擊彈性金屬片,金屬片把A球沿水平方向彈出,同時B球被松開,自由下落,觀察到兩球同時落地,改變小錘打擊的力度,即改變A球被彈出時的速度,兩球仍然同時落地,這說明平拋運動的豎直分運動是自由落體運動.
(2)乙同學采用如圖乙所示的裝置.兩個相同的弧形軌道M、N,分別用于發(fā)射小鐵球 P、Q,其中N的末端與可看作光滑的水平板相切;兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D;調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度,使AC=BD,從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等,現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,使兩小鐵球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的下端射出.實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是PQ兩球?qū)⑾嗯觯畠H僅改變弧形軌道M距與軌道N相切的水平板的高度,重復(fù)上述實驗,仍能觀察到相同的現(xiàn)象,這說明平拋運動的水平分運動是勻速直線運動.
(3)丙同學采用頻閃照相法.圖丙為小球做平拋運動時所拍攝的閃光照片的一部分,圖中小方格的邊長為5cm,已知閃光頻率是10Hz,那么小球的初速度大小為1.5m/s,小球在位置B時的瞬時速度大小為2.5m/s.(g=10m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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7.如圖所示,木塊靜止在光滑水平桌面上,一子彈水平射入木塊的深度為d時,子彈與木塊相對靜止,在子彈入射的過程中,木塊沿桌面移動的距離為L,木塊對子彈的平均阻力為Ff,那么在這一過程中不正確的是( 。
A.木塊的動能增加量為FfLB.子彈的動能減少量為Ff(L+d)
C.系統(tǒng)的機械能減少量為FfdD.系統(tǒng)的機械能減少量為Ff(L+d)

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13.如圖甲所示,是某型號電壓力鍋簡化的工作電路.R0是阻值為484Ω的保溫電阻,R1是規(guī)格為“220V 800W”的主加熱電阻,R2是副加熱電阻.用電壓力鍋分為“加熱升壓→保壓→保溫”三階段,通過如圖乙所示的鍋內(nèi)工作壓強與時間“(P-t)”關(guān)系圖象可了解其工作過程:接通電源,啟動智能控制開關(guān)S,S自動接到a.同時S1自動閉合,電壓力鍋進入加熱升壓狀態(tài);當鍋內(nèi)工作壓強達80kPa時,S1自動斷開,進入保壓狀態(tài),當鍋內(nèi)工作壓強降至60kPa時,S1又會自動閉合;當保壓狀態(tài)結(jié)束,S自動接到b,進入保溫狀態(tài).請回答如下問題:
(1)R1正常工作時的阻值是多大?
(2)電壓力鍋煮飯時,在正常加熱升壓和保壓狀態(tài)共耗電0.28kW•h,則R2的額定功率是多大?
(3)電壓力鍋正常工作時的最大電流是多大?

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14.懸掛在O點的一根不可伸長的絕緣細線下端有一個質(zhì)量為m、帶電量為q的小球,若在空間加
一勻強電場,則小球靜止時細線與豎直方向夾角為θ,如圖所示,求:
(1)若所加電場方向水平向右,求電場場強的大。
(2)所加勻強電場場強最小值的大小和方向;
(3)若在某時刻突然撤去電場,當小球運動到最低點時,小球?qū)毦的拉力為多大.

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