(22分)如圖1所示,寬度為d的豎直狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)(邊界為L(zhǎng)1、L2),存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向上的周期性變化的電場(chǎng)(如圖2所示),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0,E>0表示電場(chǎng)方向豎直向上。T=0時(shí),一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域,沿直線運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后,做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng),再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的N2點(diǎn)。Q為線段N1N2的中點(diǎn),重力加速度為g。上述d、E0、m、v、g為已知量。

(1)求微粒所帶電荷量和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。

(2)求電場(chǎng)變化的周期T;

(3)改變寬度d,使微粒仍能按上述運(yùn)動(dòng)過程通過相應(yīng)寬度的區(qū)域,求T的最小值。

 ⑦ 

聯(lián)立③④⑤⑥⑦得

   ⑧

電場(chǎng)變化的周期

   ⑨

(3)若微粒能完成題述的運(yùn)動(dòng)過程,要求

   ⑩

聯(lián)立③④⑥得

  

設(shè)施直線運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為,由⑤⑩

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)某同學(xué)利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒”.
①請(qǐng)完善以下實(shí)驗(yàn)步驟:
a.用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光條的寬度,多次測(cè)量取平均值L;
b.實(shí)驗(yàn)時(shí),先接通氣源,再調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平位置;
c.將滑塊從圖示位置由靜止釋放,讀出遮光條通過光電門的時(shí)間△t;
d.計(jì)算出滑塊通過光電門的速度v=
 
(用上述測(cè)量出的物理量表示).
②實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有:鉤碼的質(zhì)量m、
 

 
(用文字說明和相應(yīng)字母表示).
③本實(shí)驗(yàn)通過比較
 
 
,在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示),從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.
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(2)某同學(xué)想測(cè)量某導(dǎo)電溶液的電阻率,先在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端各裝了一個(gè)電極(接觸電阻不計(jì)),兩電極相距L=0.700m,其間充滿待測(cè)的導(dǎo)電溶液.用如下器材進(jìn)行測(cè)量:
電壓表(量程l5V,內(nèi)阻約30kΩ);     電流表(量程300μA,內(nèi)約50Ω);
滑動(dòng)變阻器(10Ω,1A);              電池組(電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r=6Ω);
單刀單擲開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干.
下表是測(cè)量通過管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)中用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖3所示.
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240
根據(jù)以上所述請(qǐng)回答下面的問題:
①玻璃管內(nèi)徑d=
 
mm.
②請(qǐng)?jiān)趫D2中補(bǔ)畫出未連接的導(dǎo)線.
③根據(jù)表數(shù)據(jù)在圖4坐標(biāo)中已描點(diǎn),請(qǐng)作出U-I圖象,由圖象求出電阻R=
 
Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).
④計(jì)算該導(dǎo)電溶液的電阻率表達(dá)式是:ρ=
 
 (用R、d、L表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?湖北模擬)某同學(xué)在做《自來水電阻率的測(cè)定》課題時(shí),先在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端各裝了一個(gè)電極,用如圖1所示電路進(jìn)行測(cè)量.兩電極相距L=0.700m,其間充滿待測(cè)的自來水.圖中器材如下:

電壓表(量程15V,內(nèi)阻約30kΩ)、電流表(量程300μA,內(nèi)阻約50Ω)、滑動(dòng)變阻器(100Ω,1A)、電池組(電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r=6Ω)、單刀單擲開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干.
表是他測(cè)量通過管中自來水柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖2所示
U/V 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 22 65 109 155 190 240
根據(jù)以上材料請(qǐng)回答下面的問題:
(1)玻璃管內(nèi)徑d的測(cè)量值為
3.075
3.075
cm;
(2)根據(jù)表1數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)中作出U-I圖象,根據(jù)圖象求出電阻R=
4.6×104
4.6×104
Ω;
(3)用直接測(cè)量值計(jì)算自來水電阻率的公式是ρ=
πUd2
4IL
πUd2
4IL
,測(cè)量值為
49
49
Ω?m(保留兩位有效數(shù)字);
(4)請(qǐng)?jiān)谔摼框內(nèi)畫出測(cè)量自來水電阻的電路圖.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)建筑、橋梁工程中所用的金屬材料(如鋼筋鋼梁等)在外力作用下會(huì)伸長(zhǎng),其伸長(zhǎng)量不僅與和拉力的大小有關(guān),還和金屬材料的橫截面積有關(guān).人們發(fā)現(xiàn)對(duì)同一種金屬,其所受的拉力與其橫截面積的比值跟金屬材料的伸長(zhǎng)量與原長(zhǎng)的比值的比是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)叫做楊氏模量.用E表示,即:E=
F
S
 )
△L
L
 )
;某同學(xué)為探究其是否正確,根據(jù)下面提供的器材:不同粗細(xì)不同長(zhǎng)度的同種金屬絲;不同質(zhì)量的重物;螺旋測(cè)微器; 游標(biāo)卡尺;米尺;天平;固定裝置等.設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如圖1所示.
該同學(xué)取一段金屬絲水平固定在固定裝置上,將一重物掛在金屬絲的中點(diǎn),其中點(diǎn)發(fā)生了一個(gè)微小下移h.用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑為D;用游標(biāo)卡尺測(cè)得微小下移量為h;用米尺測(cè)得金屬絲的原長(zhǎng)為2L;用天平測(cè)出重物的質(zhì)量m(不超量程).
①在一次測(cè)量中:
a.螺旋測(cè)微器如圖2甲所示,其示數(shù)為
3.853
3.853
mm;
b.游標(biāo)卡尺如圖2乙所示,其示數(shù)為
11.14
11.14
mm;

②用以上測(cè)量量的字母表示該金屬的楊氏模量的表達(dá)式為:E=
2mgL
L2+h2
πD2h(
L2+h2
-L)
2mgL
L2+h2
πD2h(
L2+h2
-L)

(2)在探究“牛頓第二定律”時(shí),某小組設(shè)計(jì)雙車位移比較法來探究加速度與力的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示,將軌道分上下雙層排列,兩小車后的剎車線穿過尾端固定板,由安裝在后面的剎車系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行控制(未畫出剎車系統(tǒng)).通過改變砝碼盤中的砝碼來改變拉力大小.通過比較兩小車的位移來比較兩小車的加速度大小,是因?yàn)槲灰婆c加速度的關(guān)系式為
s=
1
2
at2
s=
1
2
at2
;
.已知兩車質(zhì)量均為200g,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表中所示:
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 小車 拉力F/N 位移s/cm 拉力比F/F 位移比s/s
1 0.1 22.3 0.50 0.51
0.2 43.5
2 0.2 29.0 0.67 0.67
0.3 43.0
3 0.3 41.0 0.75 0.74
0.4 55.4
分析表中數(shù)據(jù)可得到結(jié)論:
在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車質(zhì)量保持不變時(shí),由于s∝F說明a∝F;
在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車質(zhì)量保持不變時(shí),由于s∝F說明a∝F;

該裝置中的剎車系統(tǒng)的作用是
控制兩車同時(shí)運(yùn)動(dòng)和同時(shí)停止;
控制兩車同時(shí)運(yùn)動(dòng)和同時(shí)停止;

為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差,你認(rèn)為還可以進(jìn)行哪些方面的改進(jìn)?(只需提出一個(gè)建議即可)
調(diào)整兩木板平衡摩擦力(或使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量等).
調(diào)整兩木板平衡摩擦力(或使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量等).

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科目:高中物理 來源: 題型:

(08年天津卷)(22分)磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如下模型,固定在列車下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形純電阻金屬框,電阻為R,金屬框置于xOy平面內(nèi),長(zhǎng)邊MN長(zhǎng)為l,平行于y軸,寬為dNP邊平行于x軸,如圖1所示。列車軌道沿Ox方向,軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布,其空間周期為λ,最大值為B0,如圖2所示,金屬框同一長(zhǎng)邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同,整個(gè)磁場(chǎng)以速度v0沿Ox方向勻速平移。設(shè)在短暫時(shí)間內(nèi),MN、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化可以忽略,并忽略一切阻力。列車在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛,某時(shí)刻速度為v(v<v0)。

(1)簡(jiǎn)要敘述列車運(yùn)行中獲得驅(qū)動(dòng)力的原理;

(2)為使列車獲得最大驅(qū)動(dòng)力,寫出MN、PQ邊應(yīng)處于磁場(chǎng)中的什么位置及λd之間應(yīng)滿足的關(guān)系式:

(3)計(jì)算在滿足第(2)問的條件下列車速度為v時(shí)驅(qū)動(dòng)力的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學(xué)在做課題研究時(shí),打算測(cè)定自來水的電阻率。他先在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端各裝了一個(gè)電極,兩電極相距L=0.700m.期間充滿待測(cè)的自來水。并設(shè)計(jì)如圖1所示電路。選用器材如下:電壓表(量程15V,內(nèi)阻約30)、電流表(量程300,內(nèi)阻約50)滑動(dòng)變阻器(100,1A)、電池組(電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r=6)、單刀單擲開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。

下表是他測(cè)量通過管中自來水柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖2所示。

U/V

1.0

3.0

5.0

7.0

9.0

11.0

22

65

109

155

190

240

根據(jù)以上材料請(qǐng)回答下面的問題:

(1)玻璃管內(nèi)徑d的測(cè)量值為                 cm;

(2)根據(jù)上表數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)中作出U-I圖象,并根據(jù)圖象求出電阻R=          ;

(3)用直接測(cè)量值計(jì)算自來水電阻率的公式是=         ,測(cè)量值為           (保留兩位有效數(shù)字);

(4)請(qǐng)你根據(jù)設(shè)計(jì)好的電路連接實(shí)物圖。

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