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【題目】如圖所示,半徑為R的半圓形區(qū)域內,有垂直于坐標平面向里的勻強磁場,磁感應強度大小為B,半圓弧的圓心坐標為,圓弧與y軸相切于坐標原點。在坐標原點有一粒子源,可以向坐標平面內射出質量為m、電荷量大小為q的帶負電的粒子,不計粒子重力。

若粒子源沿x軸正方向射出不同速率的粒子,要使所有粒子不從直徑PQ射出磁場,則粒子的速率最大是多少?

若粒子源向坐標平面內各個方向射出速率相同的粒子,要使所有粒子不從直徑PQ射出磁場,則粒子的速率最大又是多少?

【答案】(1) (2)

【解析】

根據“不計重力的粒子飛出磁場”可知,本題考查帶電粒子在磁場中運動的問題 ,根據勻速圓周運動規(guī)律,運用軌跡特點找到臨界條件,列式分析推斷.

(1)若粒子源沿x軸正方向射出不同速率的粒子,要使所有粒子不從直徑PQ射出磁場,則速率最大的粒子運動軌跡如圖所示:

由幾何關系可知,粒子做圓周運動的半徑為

由牛頓第二定律,可知

解得:

(2)若粒子源向坐標平面內各個方向射出地率相同的粒子,粒子做圓動的半徑相同,

則最容易從直徑PQ射出的粒子源沿y軸正方向射出,該粒子剛好不從PQ射出的軌跡如圖所示:

由幾何關系可知,粒子做圓周運動的半徑為

由牛頓第二定律,可知

解得:

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)地球表面附近的物體由于地球吸引而受到重力作用,準確測量重力加速度g值對于許多科學研究都有著重要意義。如圖1所示實驗裝置,是利用單擺測定重力加速度。

①寫出單擺的周期公式,并據此推導g的表達式___________

②若分別測出一系列擺長L及其對應的周期T,以擺長L為橫軸,以周期的平方T2為縱軸作出T2—L圖像(題中未畫出),通過圖像斜率k,即可得到重力加速度g值。

a.請寫出重力加速度gk的關系式___________

b.若在實驗中無法測出小球直徑d,只能測出擺線長L0,請在圖2中畫出T2L0圖像,并寫出與橫、縱軸的交點坐標___________。

(2)地球對物體的萬有引力可以認為是通過“場”來實現的。在電場中,電場強度定義為,根據定義式還可以得到點電荷形成的電場場強為,兩個式子的物理意義有所不同。請你用類比的方法,寫出地球“引力場強度”的表達式,并對其中的物理量做出說明___________。

(3)對于g的兩個單位:N/kgm/s2,請簡要寫出兩個單位對應的物理量g有何區(qū)別___________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直面內固定有一半徑為R的圓環(huán),AC是圓環(huán)豎直直徑,BD是圓環(huán)水平直徑,半圓環(huán)ABC是光滑的, 半圓環(huán)CDA是粗糙的。一質量為m小球(視為質點)在圓環(huán)的內側A點獲得大小為v0、方向水平向左的速度,小球剛好能第二次到達C點,重力加速度大小為g。在此過程中

A. 小球通過A點時處于失重狀態(tài)

B. 小球第一次到達C點時速度為

C. 小球第一次到達B點時受到圓環(huán)的彈力大小為

D. 小球與圓環(huán)間因摩擦產生的熱量為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】滑板運動是極限運動的鼻祖,很多極限運動都是由滑板運動延伸而來。如圖所示是一個滑板場地,OP段是光滑的1/4圓弧軌道,半徑為0.8 m。PQ段是足夠長的粗糙水平地面,滑板與水平地面間的動摩擦因數為μ=0.2;迨植戎AO點由靜止滑下,到達P點時,立即向前起跳;迨蛛x開滑板A后,滑板A以速度v1=2 m/s返回,滑板手落到前面相同的滑板B上,并一起向前繼續(xù)滑動。已知滑板質量是m=5 kg,滑板手的質量是滑板的9倍,滑板BP點的距離為x=3 m,g= 10 m/s2。(不考慮滑板的長度以及人和滑板間的作用時間)求:

(l)當滑板手和滑板A到達圓弧軌道末端P點時滑板A對軌道的壓力;

(2)滑板手落到滑板B上瞬間,滑板B的速度;

(3)兩個滑板間的最終距離。

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【題目】在用電壓表和電流表研究小燈泡在不同電壓下的功率的實驗中,實驗室備有下列器材供選擇:

A.待測小燈泡、

B.電流表量程3A,內阻約為

C.電流表量程,內阻約為

D.電壓表量程,內阻約為

E.滑動變阻器最大阻值為,額定電流

F.滑動變阻器最大阻值為,額定電流

G.電源電動勢為,內阻不計

H.電鍵及導線等

為了使實驗完成的更好,電流表應選用______;滑動變阻器應選用______。只需填器材前面的字母即可

請在虛線框內畫出實驗電路圖________.

某實驗小組完成實驗后利用實驗中得到的實驗數據在坐標系中,描繪出如圖甲所示的小燈泡的伏安特性曲線。根據此圖給出的信息,可以判斷圖乙中正確的是______圖中P為小燈泡的功率

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【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,需測量一個“25V,03A”的小燈泡兩端的電壓和通過它的電流,F有如下器材:

直流電源電動勢30V,內阻不計

電流表A1量程3A,內阻約0

電流表A2量程600mA,內阻約5Ω

電壓表V1量程3V,內阻約3kΩ

電壓表V2量程15V,內阻約15kΩ

滑動變阻器R1阻值0~10Ω,額定電流1A

滑動變阻器R2阻值0~1kΩ,額定電流300mA

①在該實驗中,電流表應選擇____________填“A1”或“A2,電壓表應選擇____________填“V1”或“V2,滑動變阻器應選擇____________填“R1”或“R2。

②為了減小實驗誤差,應選擇以下哪個實驗電路進行實驗

③下表是學習小組在實驗中測出的數據,某同學根據表格中的數據在方格紙上已畫出除了第6組數據的對應點,請你在I-U圖象上畫出第6組數據的對應點,并作出該小燈泡的伏安特性曲線。

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

IA

0

010

013

015

016

018

019

020

023

025

027

<>028

030

UV

0

010

020

030

040

060

080

100

140

180

200

220

250

④實驗中,如果把這個小燈泡和一個阻值為9Ω的定值電阻串聯在電動勢為3V,內阻為1Ω的直流電源上。則小燈泡消耗的實際功率約為__________W。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,間距為的足夠長的平行光滑導軌MN、PQ傾斜放置,傾角為,在導軌頂端連接一阻值為的定值電阻。質量為、電阻也為r的金屬桿ab垂直導軌跨放在導軌上,整個裝置處于垂直導軌平面向上、磁感應強度大小為的勻強磁場中。讓金屬桿ab從圖示位置由靜止釋放,到達cd位置時達到最大速度,不計導軌電阻,金屬桿始終與導軌接觸良好,重力加速度為求:

金屬桿ab在傾斜導軌上滑行的最大速度

金屬桿ab在導軌上從開始運動到達到cd位置的過程中,通過定值電阻的電荷量,求這段時間內定值電阻上產生的焦耳熱。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某靜電場的方向平行于x軸,其電勢φx的分布如圖所示。一質量m=4×1010kg電荷量q=2×109C的帶負電粒子(不計重力)(-1m,0)點由靜止開始,僅在電場力作用下在x軸上往返運動。則該粒子運動的周期為

A. s B. 0.6s C. 0.1 D. s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質量m=7.0×104kg的飛機起飛前在直道上滑行,此過程可看成勻變速直線運動每隔10s飛機的瞬時速度如圖所示,g=10m/s2.求:

(1) 飛機的重力;

(2) 飛機瞬時速度為60m/s時的動能;

(3) 飛機從30m/s加速至90m/s的過程中滑行的位移.

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