10.xoy是豎直平面,平面內(nèi)的勻強電場部分等勢面分布如圖所示,x≤0的區(qū)域存在垂直于紙面向里的勻強磁場,今有一質(zhì)量m=3.6×10-4kg,電荷量q=+9.0×10-4C的帶電小球(可視為質(zhì)點),以v0=5.0m/s的初速度沿與+x方向成θ=37°從A點射入,沿直線運動到坐標(biāo)原點O點,已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計空氣阻力,求:(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(1)相鄰兩豎直等勢面間的距離d;
(2)小球從O點運功到與x軸的交點過程中,機械能的改變量.

分析 對小球在x≤0的區(qū)域進行受力分析,根據(jù)平衡條件求解電場力大;進而根據(jù)電場強度與電勢差關(guān)系求d;
小球在x>0區(qū)域內(nèi)受重力、電場力作用做類平拋運動,根據(jù)類平拋運動規(guī)律求解D點與O點的距離,電場力做的功等于機械能該變量.

解答 解:(1)對小球在x≤0的區(qū)域進行受力分析,如圖,根據(jù)平衡條件:

tan37°=$\frac{qE}{mg}$
相鄰兩豎直等勢面間距離為:d=$\frac{U}{E}$
代入數(shù)據(jù)解得:d=2m
(2)由上圖:cos37°=$\frac{mg}{q{v}_{0}B}$
代入數(shù)據(jù)得:B=1T
小球在x>0區(qū)域內(nèi)受重力、電場力作用做類平拋運動,
豎直方向:OC=$\frac{1}{2}$at2
水平方向:CD=v0t
a=$\frac{5}{4}$g
聯(lián)立得:t=0.6s
D點與O點的距離為:xOD=3.8m
小球的機械能改變量:△E=qExOD=mgtan37°•xOD
代入數(shù)據(jù)得:△E=0.01J
答:(1)相鄰兩豎直等勢面間的距離d為2m;
(2)小球從O點運功到與x軸的交點過程中,機械能的改變量為0.01J.

點評 本題考查帶電粒子在混合場中的運動,受力分析明確運動形式后選擇相應(yīng)的運動規(guī)律解題.

練習(xí)冊系列答案
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20.在研究小車做勻加速直線運動的實驗中,打出的一條紙帶如圖所示.測得計數(shù)點O到計數(shù)點1、2、3…8之間的距離分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8.相鄰的兩個計數(shù)點之間的時間間隔均為T.

(1)從理論上講,xk+1-2xk+xk-1=C(C為定值,7≥k≥1)是小車做勻加速直線運動的必要條件(填“充分”或“必要”).
(2)通過紙帶給出的數(shù)據(jù),算出打點針打下計數(shù)點7時,小車的瞬時速度是$\frac{{x}_{8}-{x}_{6}}{2T}$,算出小車的加速度是$\frac{{x}_{8}-2{x}_{4}}{16{T}^{2}}$.

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1.如圖所示,一物體從傾角為30°的斜面頂端由靜止開始下滑,S1段光滑,S2段有摩擦,已知S2=2S1,物體到達(dá)斜面底端的速度剛好為零,求S2段的動摩擦因數(shù)μ.(g取10m/s2

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18.質(zhì)量為m=1.0kg的小物塊靜止在傾角為37°的斜面的底端,現(xiàn)對其施一沿斜面向上的力F,力隨時間變化的情況如圖所示,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,取g=10m/s2,設(shè)斜面足夠長.求:
(1)物體受到的摩擦力多大?
(2)力F作用下物體的加速度?4秒內(nèi)物體沿斜面上滑的距離?
(3)4秒末物體運動的速度
(4)物塊沿斜面向上運動的最長時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.某同學(xué)要測量一粗細(xì)均勻的某種新材料制成的圓柱體的電阻率ρ.步驟如下:

(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測量其長度如圖甲所示,由圖可知其長度為50.15mm;
(2)用伏安法測電阻時,由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響,不論使用電流表內(nèi)接法還是電流表外接法,都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差.為了消除系統(tǒng)誤差,某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖丙所示的測量電路.
①請完成下列操作過程:
第一步:先將R2的滑動頭調(diào)到最左端,單刀雙擲開關(guān)S2合向a,然后閉合電鍵S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器R1和R 2,使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些(不超過量程),讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1
第二步:保持兩滑動變阻器的滑動觸頭位置不變,將單刀雙擲開關(guān)S2合向b,讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2;(測量的量用符號表示)
②根據(jù)以上記錄數(shù)據(jù)寫出被測電阻Rx的表達(dá)式Rx=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$-$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.如圖是用電流傳感器(相當(dāng)于電流表,其電阻可以忽略不計)研究自感現(xiàn)象的實驗電路,圖中兩個電阻的阻值均為R,L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈,其直流電阻值也為R.下圖是某同學(xué)畫出的在t0時刻開關(guān)S切換前后,通過傳感器的電流隨時間變化的圖象.關(guān)于這些圖象,下列說法中正確的是(  )
A.
此圖是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時間變化的情況
B.
此圖是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時間變化的情況
C.
此圖是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時間變化的情況
D.
此圖是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時間變化的情況

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2.寶雞電視臺發(fā)射臺發(fā)出的電磁波在空氣中的傳播速度為C,頻率為f,則該電磁波在空氣中的波長λ=$\frac{c}{f}$.

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19.利用通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力與磁感應(yīng)強度的關(guān)系就可以測定磁感應(yīng)強度的大。畬嶒炑b置如圖所示,彈簧測力計下端掛一矩形多匝線圈,將矩形線圈的短邊全部置于蹄形磁鐵N極、S極間磁場中的待測位置且短邊保持水平.為了簡化測量過程,放置矩形線圈時,矩形線圈所在的平面要與N極S極的連線垂直(填“垂直”或“平行”);當(dāng)開關(guān)未閉合時彈簧測力計的讀數(shù)為F0,它表示的是導(dǎo)線框的重力;接通電路開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動片使電流表讀數(shù)為I,此時彈簧測力計的讀數(shù)增大為F;再測出線框在磁場中的這條邊的長度L,如果線圈匝數(shù)為N,可以得出待測磁場的磁感應(yīng)強度B=$\frac{F-{F}_{0}}{INL}$.

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20.勻強磁場存在于兩平行板之間,磁感應(yīng)強度為B,如圖所示,現(xiàn)有質(zhì)量為m,電量為e的電子,從左邊O點射入,方向如圖所示,平行板長為l,板間距離為21.要使電子打在極板上,電子速度為多大?

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