【題目】如圖所示為離子分析裝置的簡化模型,空間存在以虛線OP為分界線的范圍足夠?qū)拸V勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場方向與分界線垂直,電場強(qiáng)度大小E磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B,OP=a。現(xiàn)有某一速率為v的正離子從O點(diǎn)垂直于OP飛入勻強(qiáng)磁場區(qū)域,經(jīng)兩個(gè)半圓周后豎直向上通過P點(diǎn),不計(jì)離子的重力及空氣阻力,求:
(1)該正離子的比荷;
(2)該正離子從O點(diǎn)出發(fā)到豎直向上通過P點(diǎn)全程所用的時(shí)間
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)由幾何關(guān)系找到在磁場中的運(yùn)動(dòng)半徑,根據(jù)求解比荷;(2)粒子在磁場中做兩個(gè)半圓周運(yùn)動(dòng),在電場中先減速向上后加速向下,根據(jù)牛頓定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)公式求解在單場中的時(shí)間.
(1)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖;
由幾何知識可知,粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑r=;
由洛倫茲力等于向心力可得:,
可得 ;
(2)粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間: ;
在電場中的加速度
在電場中的時(shí)間: ,
則該正離子從O點(diǎn)出發(fā)到豎直向上通過P點(diǎn)全程所用的時(shí)間
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在傾角為30°的光滑斜面上,一輕質(zhì)彈簧兩端連接兩個(gè)質(zhì)量均為m=1 kg的物塊B和C。物塊C緊靠著擋板P,物塊B通過一跨過光滑定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩與質(zhì)量m0=8 kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A相連,與物塊B相連的細(xì)繩平行于斜面,小球A在外力作用下靜止在對應(yīng)圓心角為60°、半徑R=2 m的光滑圓弧軌道的最高點(diǎn)a處,此時(shí)細(xì)繩恰好伸直且無拉力,圓弧軌道的最低點(diǎn)b與光滑水平軌道bc相切,F(xiàn)由靜止釋放小球A,當(dāng)小球A滑至b點(diǎn)時(shí),物塊B未到達(dá)a點(diǎn),物塊C恰好離開擋板P,此時(shí)細(xì)繩斷裂。已知重力加速度g取10 m/s2,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),細(xì)繩不可伸長,定滑輪的大小不計(jì)。求:
(1)彈簧的勁度系數(shù);
(2)在細(xì)繩斷裂后的瞬間,小球A對圓弧軌道的壓力大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m,電荷量為+q的帶正電絕緣體物塊位于高度略大于物塊高的水平寬敞絕緣隧道中,隧道足夠長,物塊上、下表面與隧道上、下表面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,整個(gè)空間存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)給物塊水平向右的初速度v0,空氣阻力忽略不計(jì),物塊電荷量不變,則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,物塊克服阻力做功不可能為( 。
A. 0 B. mv02
C. mv02+ D. mv02
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】硅光電池是一種太陽能電池,具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。如圖所示,圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖象(電池電動(dòng)勢不變,內(nèi)阻不是定值),圖線b是某電阻R的U–I圖象。在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí),下列說法中正確的是
A. 硅光電池的內(nèi)阻為10Ω
B. 硅光電池的總功率為0.72W
C. 硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為0.32 W
D. 若將R換成阻值更大的電阻,硅光電池的輸出功率增大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有水平向右、場強(qiáng)為E=1×104 N/C的勻強(qiáng)電場.在勻強(qiáng)電場中有一根長L=2 m的絕緣細(xì)線,一端固定在O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為0.08 kg的帶電小球,它靜止時(shí)懸線與豎直方向成37°角,若小球獲得初速度恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),取小球在靜止時(shí)的位置為電勢能零點(diǎn)和重力勢能零點(diǎn),cos37°=0.8,g取10 m/s2.下列說法正確( )
A. 小球的帶電荷量q=6×10-5 C
B. 小球動(dòng)能的最小值為1J
C. 小球在運(yùn)動(dòng)至圓周軌跡上的最高點(diǎn)時(shí)有機(jī)械能的最小值
D. 小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的電勢能和機(jī)械能之和保持不變,且為4J
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩根絕緣輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)均為k,豎直靜止吊起一根長為L的勻質(zhì)水平金屬棒AC,金屬棒處在與棒垂直的水平勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)金屬棒中通入由A端流向C端的電流I時(shí),兩彈簧的伸長量均增加了x。關(guān)于該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向,下列判斷正確的是( 。
A. 大小為,方向水平向里
B. 大小為,方向水平向外
C. 大小為,方向水平向里
D. 大小為,方向水平向外
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20:1,原線圈所接交流電源的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u=220sin100πt(V),Q為保險(xiǎn)絲(電阻不計(jì)),其額定電流為0.2A,R為負(fù)載電阻.下列判斷正確的是( 。
A. 該交流電源的頻率為100Hz
B. 副線圈兩端的電壓為11V
C. 要使保險(xiǎn)絲不被燒斷,R中通過的電流不超過4A
D. 要使保險(xiǎn)絲不被燒斷,R的阻值不小于3Ω
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】(20分)如圖,O、A、B為同一豎直平面內(nèi)的三個(gè)點(diǎn),OB沿豎直方向,,.將一質(zhì)量為m的小球以一定的初動(dòng)能自O點(diǎn)水平向右拋出,小球在運(yùn)動(dòng)過程中恰好通過A點(diǎn)。使此小球帶電,電荷量為q(q>0),同時(shí)加一勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)方向與所在平面平行,現(xiàn)從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿某一方向拋出此帶點(diǎn)小球,該小球通過了A點(diǎn),到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是初動(dòng)能的3倍;若該小球從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿另一方向拋出,恰好通過B點(diǎn),且到達(dá)B點(diǎn)的動(dòng)能為初動(dòng)能的6倍,重力加速度大小為g。求
(1)無電場時(shí),小球達(dá)到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與初動(dòng)能的比值;
(2)電場強(qiáng)度的大小和方向。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間存在勻強(qiáng)電場,在兩極板間某位置用絕緣細(xì)線懸掛一質(zhì)量m=10g的帶電小球,靜止時(shí)細(xì)線跟豎直方向成θ=45°角,小球與右極板距離為b=20cm。
(1)若小球所帶的電荷量q=5×10-7C,則兩極板間的電場強(qiáng)度大小為多少?
(2)若剪斷細(xì)線,則小球做什么運(yùn)動(dòng)?需多長時(shí)間到達(dá)右極板?(g取10m/s2)
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