【題目】如圖所示,一帶電微粒質(zhì)量為m=2.0×10﹣11kg、電荷量q=+1.0×10﹣5C,從靜止開始經(jīng)電壓為U1=100V的電場加速后,水平進入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場中,微粒射出電場時的偏轉(zhuǎn)角θ=60°,并接著沿半徑方向進入一個垂直紙面向外的圓形勻強磁場區(qū)域,微粒射出磁場時的偏轉(zhuǎn)角也為θ=60°.已知偏轉(zhuǎn)電場中金屬板長L=2cm,圓形勻強磁場的半徑R=10cm,重力忽略不計.求:
(1)帶電微粒經(jīng)U1=100V的電場加速后的速率;
(2)兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電場的電場強度E;
(3)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大。
【答案】(1)帶電微粒經(jīng)U1=100V的電場加速后的速率為1×104m/s;
(2)兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電場的電場強度E為10000V/m;
(3)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小為0.13T.
【解析】解:(1)帶電微粒經(jīng)加速電場加速后速度為v1,
根據(jù)動能定理:qU1=mv12﹣0 ①
代入數(shù)據(jù)解得:v1=1×104m/s ②;
(2)帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場中只受電場力作用,做類平拋運動.
在水平方向微粒做勻速直線運動.水平方向:v1= ③
帶電微粒在豎直方向做勻加速直線運動,加速度為a,出電場時豎直方向速度為v2
豎直方向:a= v2=at ④
由幾何關(guān)系:tanθ= ⑤
代入數(shù)據(jù)解得:E=10000V/m ⑥
(3)設(shè)帶電粒子進磁場時的速度大小為v,
則v=,
代入數(shù)據(jù)解得:v=2×104m/s ⑦
由粒子運動的對稱性可知,入射速度方向過磁場區(qū)域圓心,
則出射速度反向延長線過磁場區(qū)域圓心,粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示
則軌跡半徑為:r=Rtan60°,解得:r=0.3m ⑧
由牛頓第二定律得:qvB=m ⑨
代入數(shù)據(jù)解得:B=0.13T ⑩;
答:(1)帶電微粒經(jīng)U1=100V的電場加速后的速率為1×104m/s;
(2)兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電場的電場強度E為10000V/m;
(3)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小為0.13T.
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【題目】一起重機的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物,當重物的速度為v1時,起重機的功率達到最大值P,以后起重機保持該功率不變,繼續(xù)提升重物,直到以最大速度v2勻速上升,重物上升的高度為h,則整個過程中,下列說法正確的是( )
A. 鋼繩的最大拉力為 B. 鋼繩的最大拉力為mg
C. 重物勻加速運動的加速度為-g D. 重物勻加速的末速度為
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【題目】有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星,a還未發(fā)射,在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動,b處于地面附近近地軌道上正常運動,c是地球同步衛(wèi)星,d是高空探測衛(wèi)星,各衛(wèi)星排列位置如圖,則有( )
A. a的向心加速度等于重力加速度g
B. 線速度關(guān)系va>vb>vc>vd
C. d的運動周期有可能是20小時
D. c在4個小時內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是
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【題目】環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星是專門用于環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測的對地觀測衛(wèi)星,利用三顆軌道相同的監(jiān)測衛(wèi)星可組成一個監(jiān)測系統(tǒng),它們的軌道與地球赤道在同一平面內(nèi),當衛(wèi)星高度合適時,該系統(tǒng)的監(jiān)測范圍可恰好覆蓋地球的全部赤道表面且無重疊區(qū)域。已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,關(guān)于該系統(tǒng)下列說法正確的是()
A. 衛(wèi)星的運行速度大于7.9km/s
B. 衛(wèi)星的加速度為
C. 衛(wèi)星的周期為
D. 這三顆衛(wèi)星的質(zhì)量必須相等
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【題目】如圖所示,磁感應(yīng)強度大小為B垂直紙面向里的勻強磁場中,t=0時刻,從原點O處沿紙面同時發(fā)射a、b兩個相同粒子,它們的質(zhì)量為m、電荷量為+q,速度大小相同,方向分別與x軸正方向和負方向成60°角。在t=t1時刻粒子第一次到達A點(圖中未畫出),A點為該粒子運動過程中距離x軸的最遠點,且OA=L,不計粒子間的相互作用和粒子的重力,下列結(jié)論正確的是()
A. 粒子的速率
B. 粒子的速率為返
C. 在t=2t1時刻,b粒子離x軸最遠
D. 在t=3t1時刻,b粒子離x軸最遠
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【題目】圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖.現(xiàn)有的器材為:帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平.回答下列問題:
(1)為完成此實驗,除了所給的器材,還需要的器材有________.(填入正確選項前的字母)
A.米尺 B.秒表
C.0~12 V的直流電源 D.0~12 V的交流電源
(2)實驗中系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是_______________________________________________
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【題目】某實驗小組要測量一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)電阻,用到下列器材:靈敏電流計(內(nèi)阻為50Ω);電壓表(0~3V,內(nèi)阻約為10kΩ);電阻箱R1(0~999.9Ω);滑動變阻器R2;開關(guān);導(dǎo)線若干。
由于靈敏電流計的量程太小,該實驗小組用電阻箱R1與靈敏電流計并聯(lián),可使其量程擴大為原來的20倍,則改裝后的電流表內(nèi)阻為_________Ω。擴大量程后靈敏電流計的刻度盤并沒有改變,將器材連接成如圖甲所示的電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器,讀出了多組電壓表示數(shù)U和靈敏電流計的示數(shù)IG,并作出了U-IG圖線如圖乙所示,由作出的U-IG圖線及題中的相關(guān)信息,可求得干電池的電動勢E=_________V,內(nèi)阻r=_________Ω。
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【題目】圖中兩條平行虛線之間存在勻強磁場,虛線間的距離為l,磁場方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈,ad與bc間的距離也為l。t=0時刻,bc邊與磁場區(qū)域邊界重合,如圖所示,F(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域。取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流為正,則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中,感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線可能是( )
A. A B. B C. C D. D
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【題目】一輛重5t的汽車,發(fā)動機的額定功率為80kW.汽車從靜止開始以加速度a=1m/s2做勻加速直線運動,車受的阻力為車重的0.06倍,g=10m/s2,求:
①汽車做勻加速直線運動能維持多長時間?
②汽車做勻加速直線運動過程的平均功率?
③汽車的速度v=20m/s時車的加速度是多少?
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