【題目】如圖所示的xoy平面內(nèi),以(0,R)為圓心,R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于xoy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(用B1表示,大小未知);x軸下方有一直線MN,MN與x軸相距為),x軸與直線MN間區(qū)域有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;在MN的下方有矩形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2,磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向外。電子a、b以平行于x軸的速度v0分別正對(duì)點(diǎn)、A(0,2R)點(diǎn)射入圓形磁場(chǎng),偏轉(zhuǎn)后都經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O進(jìn)入x軸下方的電場(chǎng)。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e, ,不計(jì)電子重力。
(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小;
(2)若電場(chǎng)沿y軸負(fù)方向,欲使電子a不能到達(dá)MN,求的最小值;
(3)若電場(chǎng)沿y軸正方向, ,欲使電子b能到達(dá)x軸上且距原點(diǎn)O距離最遠(yuǎn),求矩形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。
【答案】(1)(2)(3)4(2+)R2
【解析】(1)電子射入圓形區(qū)域后做圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑大小相等,設(shè)為r,當(dāng)電子射入,經(jīng)過(guò)O點(diǎn)進(jìn)入x軸下方,則:r=R
,解得:
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)沿y軸負(fù)方向,電子a從O點(diǎn)沿y軸負(fù)方向進(jìn)入電場(chǎng)做減速運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理
eEy=mv02
可求出
(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)沿y軸正方向,電子b從O點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)電子b經(jīng)電場(chǎng)加速后到達(dá)MN時(shí)速度大小為v,電子b在MN下方磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)軌道半徑為r1,電子b離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與水平方向成角,如圖所示。
由動(dòng)能定理
解得v=2v0
在電場(chǎng)中
x=v0t1=2R
由牛頓第二定律代入得
則
由幾何關(guān)系可知,在下方磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心O2在y軸上,當(dāng)粒子從矩形磁場(chǎng)右邊界射出,且射出方向與水平向右?jiàn)A角為時(shí),粒子能夠到達(dá)x軸,距離原點(diǎn)O距離最遠(yuǎn)。由幾何關(guān)系得,最小矩形磁場(chǎng)的水平邊長(zhǎng)為
l1=(r1+r1sin)
豎直邊長(zhǎng)為,l2=(r1+r1cos)
最小面積為S=l1l2=r12(1+sin)(1+cos)=4(2+)R2
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于時(shí)間、時(shí)刻、位移、路程下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 48年前的10月16日我國(guó)第一顆原子彈成功爆炸,這是指時(shí)刻
B. 高級(jí)照相機(jī)可以在10-6秒內(nèi)完成曝光,這是指時(shí)間間隔
C. 質(zhì)點(diǎn)沿不同的路徑由A到B,其路程可能不同但位移是相同的
D. 任何質(zhì)點(diǎn)只要做直線運(yùn)動(dòng),其位移的大小就和路程相等
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,空氣中有一折射率為的玻璃柱體,其橫截面是圓心角為90°、半徑為R的扇形OAB。一束平行光平行于橫截面,以45°入射角照射到OA上,OB不透光。.若只考慮首次入射到圓弧AB上的光,則AB上有光透出部分的弧長(zhǎng)為多長(zhǎng)?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(16分)為了研究過(guò)山車(chē)的原理,某物理小組提出了下列的設(shè)想:取一個(gè)與水平方向夾角為,長(zhǎng)為的傾斜軌道AB,通過(guò)微小圓弧與長(zhǎng)為的水平軌道BC相連,然后在C處設(shè)計(jì)一個(gè)豎直完整的光滑圓軌道,出口為水平軌道D,如圖所示。現(xiàn)將一個(gè)小球從距A點(diǎn)高為h="0.9" m的水平臺(tái)面上以一定的初速度水平彈出,到A點(diǎn)時(shí)速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下。已知小球與AB和BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。取10m/s2,求:
(1)小球初速度的大;
(2)小球滑過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速率;
(3)要使小球不離開(kāi)軌道,則豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩根平行固定放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線a和6通有大小相等、方向相反的電 流,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與兩根導(dǎo)線所在平面平行且垂直于兩根導(dǎo)線,此時(shí)a受到的磁場(chǎng)力大小為 巧.若撤去b,保留勻強(qiáng)磁場(chǎng),則a受到的磁場(chǎng)力大小為汽;若撤去勻強(qiáng)磁場(chǎng),保留b,則a受到的磁場(chǎng)力大小為()
A. Fl-F2
B. F1+F2.
C.
D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)2010年9月29日宣布,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆迄今為止與地球最類(lèi)似的太陽(yáng)系外的行星,如圖所示,這顆行星距離地球約20億光年(萬(wàn)億公里),公轉(zhuǎn)周期約37年,這顆名叫的行星位于天秤座星群,它的半徑大約是地球的2倍,重力加速度與地球相近(忽略自轉(zhuǎn)對(duì)重力加速度的影響),則下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 該行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的2倍
B. 該行星的平均密度約是地球平均密度的2倍
C. 行星的第一宇宙速度約為
D. 在地球上發(fā)射航天器到達(dá)該星球,航天器的發(fā)射速度至少要達(dá)到第二宇宙速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的電路中,理想變壓器原線圈接圖示正弦交變電流。閉合S后,額定電壓為20V 的用電器正常工作,理想交流電表的示數(shù)為0.1A己知圖中元件D具有正向電流導(dǎo)通,反向電流截止的作用。下列判斷正確的是()
A. 交變電流的頻率為100HZ
B. 變壓器原副線圈匝數(shù)比為11:1
C. 用電器的額定功率為22V
D. 在用電器電阻不變的情況下斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,用電器功率將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法中正確的是_______.
A. 當(dāng)液體與大氣接觸時(shí),液體表面層分子的勢(shì)能比液體內(nèi)部分子的要大
B. 物體的溫度為時(shí),物體的分子平均動(dòng)能為零
C. 氣體體積不變時(shí),溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)容器壁單位面積受到氣體分子撞擊的次數(shù)越多
D. 密封的容積不變的容器內(nèi)的氣體,若溫度升高,則氣體分子對(duì)器壁單位面積上的平均作用力增大
E. 一定質(zhì)量的理想氣體,如果在某個(gè)過(guò)程中溫度保持不變而吸收熱量,則在該過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)一定增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)物電路來(lái)測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。
(1)實(shí)驗(yàn)桌上有“新干電池”、“舊干電池”兩種待測(cè)電池供選擇,為了使實(shí)驗(yàn)效果明顯,應(yīng)該選擇的種是____________;
(2)該同學(xué)測(cè)量時(shí)記錄了5組數(shù)據(jù),并根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫(huà)出了U-I圖線如圖乙所示,則測(cè)得電源的電動(dòng)勢(shì)E=______V和內(nèi)阻r=_______Ω;(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))
(3)本實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的電池內(nèi)阻比真實(shí)值_______(填“大"或“小”或“相等”),從兩表的內(nèi)阻考慮,引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是_________________________________。
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