【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi),一勻強(qiáng)電場方向豎直向上,一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電微粒以水平初速度v0由P點(diǎn)射入,入射方向與電場線垂直。帶電微粒從Q點(diǎn)射出電場時(shí),其速度方向與電場線夾角為30°。知?jiǎng)驈?qiáng)電場的寬度為d,P、Q兩點(diǎn)的電勢差為U,設(shè)P點(diǎn)的電勢為零,重力加速度為g。
(1)求帶電微粒在Q點(diǎn)的電勢能;
(2)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大。
(3)當(dāng)該帶電微粒電勢能為時(shí),機(jī)械能變化了多少?
【答案】(1)-qU (2) (3)
【解析】
(1)據(jù)電勢差公式求得Q點(diǎn)的電勢,再據(jù)電勢能與電勢關(guān)系求得Q點(diǎn)的電勢能;
(2)對(duì)微粒的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解,由類平拋的知識(shí)和牛頓第二定律求得勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度;
(3)據(jù)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系求得電場力做的功,然后據(jù)功能關(guān)系求得機(jī)械能的變化。
(1)根據(jù)帶電微粒的偏轉(zhuǎn)方向,知微粒帶正電
P、Q兩點(diǎn)的電勢差為,P點(diǎn)的電勢為零,則
帶電微粒在Q點(diǎn)的電勢能:
(2)建立直角坐標(biāo)系,垂直于電場線方向?yàn)?/span>x軸,平行于電場方向?yàn)?/span>y軸,由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和幾何知識(shí)可得:
解得:
(3)當(dāng)該帶電微粒電勢能為時(shí),電場力做功為,所以微粒機(jī)械能增加。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,在坐標(biāo)系xOy中,y軸左側(cè)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E;y軸右側(cè)有如圖乙所示,大小和方向周期性變化的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0已知,磁場方向垂直紙面向里為正。t=0時(shí)刻,從x軸上的P點(diǎn)無初速度釋放一帶正電的粒子,質(zhì)量為m,電荷量為q,粒子重力不計(jì)。粒子第一次在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與第一次在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。求:
(1)粒子第一次經(jīng)過O點(diǎn)的速度;
(2)粒子第一次進(jìn)入磁場與第二次進(jìn)入磁場的半徑之比。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如下圖所示,一個(gè)帶正電荷的物塊m,由靜止開始從斜面上A點(diǎn)下滑,滑到水平面BC上的D點(diǎn)停下來.已知物塊與斜面及水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,且不計(jì)物塊經(jīng)過B處時(shí)的機(jī)械能損失.先在ABC所在空間加豎直向下的勻強(qiáng)電場,第二次讓物塊m從A點(diǎn)由靜止開始下滑,結(jié)果物塊在水平面上的D′點(diǎn)停下來.后又撤去電場,在ABC所在空間加水平向里的勻強(qiáng)磁場,再次讓物塊m從A點(diǎn)由靜止開始下滑,結(jié)果物塊沿斜面滑下并在水平面上的D″點(diǎn)停下來.則以下說法中正確的是( )
A. D′點(diǎn)一定在D點(diǎn)左側(cè)
B. D′點(diǎn)一定與D點(diǎn)重合
C. D″點(diǎn)一定在D點(diǎn)右側(cè)
D. D″點(diǎn)一定與D點(diǎn)重合
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某校航模興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)飛行器減速系統(tǒng),有摩擦阻力、電磁阻尼、空氣阻力系統(tǒng)組成,裝置如圖所示,匝數(shù)N=100匝、面積S=、電阻r=0.1Ω的線圈內(nèi)有方向垂直于線圈平面向上的隨時(shí)間均勻增加的磁場,其變化率k=1.0T/s。線圈通過電子開關(guān)S連接兩根相互平行、間距L=0.5m的水平金屬導(dǎo)軌,右端連接R=0.2Ω的電阻,其余軌道電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌間的區(qū)域1中存在水平向右、長度為d=8m的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,其大小可調(diào);在區(qū)域2中存在長度足夠長、大小為0.4T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。飛行器可在軌道間運(yùn)動(dòng),其下方固定有一根長為L=0.5m、電阻也為R=0.2Ω的導(dǎo)體棒AB,與導(dǎo)軌良好接觸,飛行器(含導(dǎo)體棒)總質(zhì)量m=0.5kg。在電子開關(guān)閉合的同時(shí),飛行器以的初速度從圖示位置開始運(yùn)動(dòng),已知導(dǎo)體棒在區(qū)域1中運(yùn)動(dòng)時(shí)與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5,g=10 m/s2,其余各處摩擦均不計(jì)。
(1)飛行器開始運(yùn)動(dòng)時(shí),求AB棒兩端的電壓U;
(2)為使導(dǎo)體棒AB能通過磁場區(qū)域1,求磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件;
(3)若導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場區(qū)域2左邊界PQ時(shí),會(huì)觸發(fā)電子開關(guān)使S斷開,同時(shí)飛行器會(huì)打開減速傘,已知飛行器受到的空氣阻力f與運(yùn)動(dòng)速度v成正比,且f=ηv(η=0.4kg/s)。當(dāng)取何值時(shí),導(dǎo)體棒在剛進(jìn)入PQ區(qū)域時(shí)的加速度最大,求此加速度的最大值。
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【題目】如圖所示,固定在豎直平面內(nèi)的1/4圓弧軌道與水平軌道相切于最低點(diǎn)B,質(zhì)量為m的小物塊從圓弧軌道的頂端A由靜止滑下,經(jīng)過B點(diǎn)后沿水平軌道運(yùn)動(dòng),并停在到B點(diǎn)距離等于圓弧軌道半徑的C點(diǎn).圓弧軌道粗糙,物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度大小為g.物塊到達(dá)B點(diǎn)前瞬間對(duì)軌道的壓力大小為( )
A. 2μmg B. 3mg C. (1+2μ)mg D. (1+μ)mg
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖。質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),此波的傳播速度v=4m/s。則( )
A. 此波沿x軸負(fù)方向傳播
B. 質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為1.0s
C. x=2.0m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0.25s時(shí)速度最大
D. x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)在0~1.0s內(nèi)通過的路程為10cm
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的電路測定一電阻的阻值,實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:
A.待測電阻Rx(約5Ω)
B.電流表A1(量程0~0.1A,內(nèi)阻約5Ω)
C.電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻約1Ω)
D.電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約為10kΩ)
E.電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約為30kΩ)
F.直流電源(輸出電壓4V,內(nèi)阻不計(jì))
G.滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0~50Ω,允許最大電流1A)
H.開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干
(1)根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求,為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡可能準(zhǔn)確,電流表應(yīng)選_____,電壓表應(yīng)選_____。(填所選器材前的字母)
(2)實(shí)驗(yàn)小組已將實(shí)驗(yàn)電路連接好一部分,請(qǐng)根據(jù)電路圖甲用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖乙連接完整____。
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上作出U﹣I圖象如圖丙所示,由圖象求得被測電阻的阻值為_____Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一質(zhì)量為m的帶電液滴以豎直向下的初速度v0進(jìn)入電場中,由于電場力和重力的作用,液滴沿豎直方向下落一段距離h時(shí)速度為零,取重力加速度為g,下列判斷正確的是
A. 液滴重力勢能減少量為mgh
B. 液滴的機(jī)械能減少量等于液滴的電勢能增加量
C. 液滴的電勢能增加量為mgh
D. 電場力對(duì)液滴做的功為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在一擋板MN的上方,存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的矩形勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面向外.MN邊上O放置了發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率為v的金屬鈉,現(xiàn)用頻率為2ν去照射鈉,已知電子質(zhì)量為m、電量為e,普朗克常量為h,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用,粒子打到擋板上時(shí)均被擋板吸收.則沒有電子從磁場逸出的矩形磁場的可能的面積:
A. S= B. S= C. S= D. S=
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