【題目】如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy的第二象限存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1=1T,在0<x<d及x>2d的I、Ⅱ區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)電場,d=0.6m,電場強(qiáng)度大小均為E=2N/C,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B2=T。一根絕緣粗糙的硬桿,下端位于坐標(biāo)原點(diǎn),傾角為θ=30°,一個(gè)質(zhì)量為m=0.1kg、電荷量為q=0.5C的帶正電小球中心有小孔,可穿在硬桿上,小球與硬桿間的動(dòng)摩擦因素為=。將穿在硬桿上的小球從距離X軸高度為h=0.4m處由靜止釋放,小球經(jīng)過O點(diǎn)之前已勻速,若小球進(jìn)入磁場I、Ⅱ區(qū)域后能夠返回O點(diǎn),求:(重力加速度g=10m/s2)
(1)小球從開始運(yùn)動(dòng)到下滑到O點(diǎn)克服硬桿摩擦力做的功;
(2)Ⅱ區(qū)域磁場右邊界的橫坐標(biāo)范圍;
(3)小球從O點(diǎn)進(jìn)入磁場I區(qū)域到再次返回O點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】(1)小球在硬桿上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),受重力、支持力、洛倫茲力、摩擦力作用,受力分析如圖所示,由平衡條件可得
N=qvB1+mgcos θ
mgsin θ=f
f=μN(yùn)
解得v=m/s
小球從開始運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn),由動(dòng)能定理可得
mgh-W=mv2
解得W=0.38 J。
(2)如圖所示,小球在磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng),根據(jù)已知條件可知qE=mg,小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則
由qvB2=得,R=0.6 m
R=d,小球從Ⅰ區(qū)域邊界離開,軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為60°,從A點(diǎn)離開后再從B點(diǎn)進(jìn)入Ⅱ區(qū)域,要使小球能返回原點(diǎn),根據(jù)對(duì)稱性作出運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,由幾何關(guān)系可得小球在Ⅱ區(qū)域中軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為240°,Ⅱ區(qū)域右邊界到左邊界的距離至少為x0=R+Rcos 60°
得x0=0.9 m
區(qū)域Ⅱ右邊界的橫坐標(biāo)范圍x>2d+x0=2.1 m。
(3)小球在Ⅰ和Ⅱ區(qū)域中運(yùn)動(dòng)周期均為T=
小球在Ⅰ區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1=×2
小球在無磁場區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2=×2
小球在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t3=
小球從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入磁場后到再次返回坐標(biāo)原點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間
t=t1+t2+t3
解得t=。
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)用油膜法估測分子直徑:
(1)實(shí)驗(yàn)中用來盛水的淺圓盤直徑為0.5m,要讓油酸在水面上形成單分子油酸膜,滴到水面的油酸酒精溶液中純油酸的體積的數(shù)量級(jí)不能大于__________ m3。
(2)某同學(xué)測出分子直徑后發(fā)現(xiàn)結(jié)果明顯偏大,可能是由于__________
A.油酸中含有大量酒精
B.計(jì)算油膜面積時(shí),計(jì)入了所有不足一格的方格
C.計(jì)算油膜面積時(shí),舍去了所有不足一格的方格
(3)測出分子直徑后,要測出阿伏加德羅常數(shù),只需知道油滴的_________
A.摩爾質(zhì)量 B.摩爾體積 C.體積 D.密度
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示電路中,R1=5Ω,R2=7Ω,R3=8Ω,R4=10Ω,R5=12Ω,電容器的電容C=20F,電源電動(dòng)勢E=18.6V,內(nèi)阻r=1Ω,電表均為理想電表。開始電建K是閉合的,則下列判斷正確的是()
A. 電流表的示數(shù)為1A
B. 電壓表的示數(shù)為6V
C. 電容器極板所帶的電荷量為1.8×10-4C
D. 當(dāng)電鍵K斷開后,通過電阻R1的電荷量為1.8×10-4C
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)為描繪熱敏電阻RT(阻值隨溫度的改變而改變,且對(duì)溫度很敏感)的伏安特行曲線,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖。
(1)該同學(xué)按圖甲所示的電路連接了實(shí)物,如圖乙所示,但仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連錯(cuò)了,這根連錯(cuò)的導(dǎo)線是圖乙中的_______號(hào)導(dǎo)線。
(2)電路圖中兩電表都不是理想電表,______(填“電壓表”“電流表”或“電壓表或電流表”)的內(nèi)阻對(duì)測量結(jié)果有影響。實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)保證熱敏電阻周圍的溫度_______(填“逐漸升高”“逐漸降低”或“不變”)。
(3)該同學(xué)對(duì)兩個(gè)不同的熱敏電阻RA、RB分別進(jìn)行了測量,得到了兩個(gè)熱敏電阻的I-U關(guān)系曲線如圖丙所示。把熱敏電阻RA、RB分別與定值電阻R0=250Ω串聯(lián)后接到電動(dòng)勢恒為3V的電源上(電源內(nèi)阻不計(jì)),工作時(shí)RA的阻值約為______Ω,RB的阻值約為______Ω。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在一斜面頂端,將甲乙兩個(gè)小球分別以v和的速度沿同一方向水平拋出,兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)速率的
A. 2倍 B. 4倍 C. 6倍 D. 8倍
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機(jī)通過豎井運(yùn)送至地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示,其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對(duì)于第①次和第②次提升過程,
A. 礦車上升所用的時(shí)間之比為4:5
B. 電機(jī)的最大牽引力之比為2:1
C. 電機(jī)輸出的最大功率之比為2:1
D. 電機(jī)所做的功之比為4:5
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-V圖中從a到b的直線所示。在此過程中______。
A.氣體溫度一直降低
B.氣體內(nèi)能一直增加
C.氣體一直對(duì)外做功
D.氣體一直從外界吸熱
E.氣體吸收的熱量一直全部用于對(duì)外做功
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一股水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0 cmHg。現(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長度。在整個(gè)過程中,氣體溫度不變。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】氫原子的部分能級(jí)如圖所示,大量處于n=2的激發(fā)態(tài)的氫原子從一束單一頻率的光中吸收了能量后,躍遷到某較高的激發(fā)態(tài),再向低能級(jí)躍遷時(shí),可以發(fā)出10種不同頻率的光子,則下列說法中正確的有( )
A. 躍遷到的某較高激發(fā)態(tài)為n=10
B. 單一頻率的光子能量可能為10.2eV
C. 在這10種光子中,從n=5躍遷到n=1產(chǎn)生的光子能量最大
D. 在這10種光子中,從n=5躍遷到n=3產(chǎn)生的光子能量大于從n=3躍遷到n=2產(chǎn)生的光子能量
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com