【題目】如圖所示,在一半徑為R,半圓形區(qū)域內(nèi)(O為圓心,PQ邊為直徑)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中沒(méi)畫(huà)出),PQ上方是電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng).現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子從靜止開(kāi)始勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A點(diǎn)釋放,從O點(diǎn)垂直于AB進(jìn)入磁場(chǎng),已知OA的距離也為R,不計(jì)重力與空氣阻力的影響.
(1)求粒子經(jīng)電場(chǎng)加速射入磁場(chǎng)時(shí)的速度;
(2)若要進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子不從圓弧邊界離開(kāi)磁場(chǎng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值;
(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B′,求帶電粒子從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到達(dá)圓弧邊界的時(shí)間.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)根據(jù)動(dòng)能定理求出粒子經(jīng)電場(chǎng)加速射入磁場(chǎng)時(shí)的速度;(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小時(shí),圓周半徑最大,畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡,根據(jù)洛倫茲力提供向心力求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值;(3)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B′時(shí),求出粒子在磁場(chǎng)中的半徑,畫(huà)出運(yùn)動(dòng)的軌跡,分別求出粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的時(shí)間,即可求出帶電粒子從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到達(dá)圓弧邊界的時(shí)間.
(1)依題意,粒子經(jīng)電場(chǎng)加速射入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,由動(dòng)能定理得: ①
得: ②
(2)要使圓周半徑最大,則粒子的圓周軌跡應(yīng)與半圓磁場(chǎng)邊界相切,設(shè)軌跡圓周半徑為r
由圖中幾何關(guān)系:③
由洛倫茲力提供向心力:④
聯(lián)立②③④解得:
(3)設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)圓周半徑為r′,,粒子的圓周軌跡如下圖所示:
在電場(chǎng)中從A到O勻加速,
得:
帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
帶電粒子從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到達(dá)圓弧邊界的時(shí)間
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)要測(cè)量額定電壓為3V的某圓柱體電阻R的電阻率ρ.
(1)用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量其長(zhǎng)度和直徑,如圖所示,則其長(zhǎng)度L=______mm,直徑d=______mm.
(2)該同學(xué)先用如圖所示的指針式多用電表粗測(cè)其電阻.他將紅黑表筆分別插入“+”、“-”插孔中,將選擇開(kāi)關(guān)置于“×l”檔位置,然后將紅、黑表筆短接調(diào)零,此后測(cè)阻值時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度較小,如圖甲所示.試問(wèn):
①為減小讀數(shù)誤差,該同學(xué)應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)置于“______”檔位置.
②再將紅、黑表筆短接,此時(shí)發(fā)現(xiàn)指針并未指到右邊的“0Ω”處,如圖乙所示,那么他該調(diào)節(jié)______直至指針指在“0Ω”處再繼續(xù)實(shí)驗(yàn),結(jié)果看到指針指在如圖丙所示位置.
③現(xiàn)要進(jìn)一步精確測(cè)量其阻值,實(shí)驗(yàn)室提供了下列可選用的器材:
A.靈敏電流計(jì)G(量程200μA,內(nèi)阻為300Ω) |
B.電流表(量程3A,內(nèi)阻約0.3Ω) |
C.電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ) |
D.電壓表V2(量程l5V,內(nèi)阻約5kΩ) |
E.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為10Ω)
F.最大阻值為99.99Ω的電阻箱R2
以及電源E(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻可忽略)、電鍵、導(dǎo)線若干
為了提高測(cè)量精確度并且使電阻R兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大,除電源、電鍵、導(dǎo)線以外還應(yīng)選擇的最恰當(dāng)器材(只需填器材前面的字母)有______.請(qǐng)?jiān)谙旅娴姆娇蛑挟?huà)出你設(shè)計(jì)的電路圖
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑的水平地面上有三塊木塊a,b,c,質(zhì)量均為m,a、c之間用輕質(zhì)細(xì)繩連接。現(xiàn)用一水平恒力F作用在b上,三者開(kāi)始一起做勻加速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中把一塊橡皮泥粘在某一木塊上面(不影響木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)),系統(tǒng)仍加速運(yùn)動(dòng), 且始終沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)。則在粘上橡皮泥并達(dá)到穩(wěn)定后,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 無(wú)論粘在哪塊木塊上面,系統(tǒng)的加速度都不變
B. 若粘在a木塊上面,繩的張力和a、b間摩擦力一定減小
C. 若粘在b木塊上面,繩的張力一定增大,a、b間摩擦力一定減小
D. 若粘在c木塊上面,繩的張力和a、b間摩擦力一定都增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一質(zhì)量為的小球置于半徑為的光滑豎直圓軌道最低點(diǎn)A處,B為軌道最高點(diǎn),C、D為圓的水平直徑兩端點(diǎn).輕質(zhì)彈簧的一端固定在圓心O點(diǎn),另一端與小球栓接,已知彈簧的勁度系數(shù)為,原長(zhǎng)為,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),若給小球一水平初速度,已知重力加速度為,則( 。
A. 無(wú)論多大,小球均不會(huì)離開(kāi)圓軌道
B. 若在則小球會(huì)在B、D間脫離圓軌道
C. 只要,小球就能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)
D. 只要小球能做完整圓周運(yùn)動(dòng),則小球與軌道間最大壓力與最小壓力之差與無(wú)關(guān)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,有一傾角為30°的光滑固定斜面,斜面底端的水平面上放一質(zhì)量為M的木板.開(kāi)始時(shí)質(zhì)量為m=1kg的滑塊在水平向左的力F作用下靜止在斜面上,今將水平力F變?yōu)樗较蛴,?dāng)滑塊滑到木板上時(shí)撤去力F,滑塊滑上木板的過(guò)程不考慮能量損失.此后滑塊和木板在水平上運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象如圖乙所示,g=10m/s2.求
(1)水平作用力F的大;
(2)滑塊開(kāi)始下滑時(shí)的高度;
(3)木板的質(zhì)量.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一塊長(zhǎng)板B放在光滑水平面上,B上放一粗糙物體A.現(xiàn)以F恒力拉B,結(jié)果A 將在B上滑動(dòng),以地面為參考系,A、B都前移了一段距離,在此過(guò)程中( 。
A. F做的功等于A和B動(dòng)能的增量
B. B對(duì)A的摩擦力所做的功,等于A的動(dòng)能的增量
C. A對(duì)B的摩擦力所做的功,等于B對(duì)A的摩擦力所做的功
D. F對(duì)B做的功等于B的動(dòng)能的增量與B克服摩擦力所做的功之和
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一個(gè)理想變壓器,開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S接1,此時(shí)原、副線圈的匝數(shù)比為9:1。一個(gè)理想二極管和一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接在副線圈上,電流表和電壓表均為理想交流電表,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為10 Ω,如圖甲所示。原線圈接入如圖乙所示的正弦式交流電。則下列判斷正確的是
圖甲 圖乙
A. 電壓表的示數(shù)為4 V
B. 滑動(dòng)變阻器消耗的功率為0.8 W
C. 若將開(kāi)關(guān)S由1撥到2,同時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng),電流表示數(shù)將變大
D. 若將二極管用導(dǎo)線短接,電流表示數(shù)減少
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一砂袋用不可伸長(zhǎng)的輕繩懸于O點(diǎn)。開(kāi)始時(shí)砂袋處于靜止?fàn)顟B(tài),此后用彈丸以水平速度擊中砂袋后均未穿出。第一次彈丸的速度大小為v0 ,打入砂袋后二者共同擺動(dòng)的最大擺角為θ(θ<90°),當(dāng)其第一次返回圖示位置時(shí),第二粒彈丸以另一水平速度v又擊中砂袋,使砂袋向右擺動(dòng)且最大擺角仍為θ。若彈丸質(zhì)量均為m,砂袋質(zhì)量為7m,彈丸和砂袋形狀大小均忽略不計(jì),子彈擊中沙袋后漏出的沙子質(zhì)量忽略不計(jì),重力加速度為g,求:
①輕繩長(zhǎng)度L(用θ、g、v0表示);
②兩粒彈丸的水平速度之比v0/v為多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲,線圈A(圖中實(shí)線,共100匝)的橫截面積為0.3m2,總電阻r=2Ω,A右側(cè)所接電路中,電阻R1=2Ω,R2=6Ω,電容C=3μF,開(kāi)關(guān)S1閉合,A中有橫截面積為0.2m2的區(qū)域C(圖中虛線),C內(nèi)有如圖乙的變化磁場(chǎng),t=0時(shí)刻,磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面向里。下列判斷正確的是()
A. 閉合S2、電路穩(wěn)定后,通過(guò)R2的電流由b流向a
B. 閉合S2、電路穩(wěn)定后,通過(guò)R2的電流大小為0.4A
C. 閉合S2、電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)S1,通過(guò)R2的電流由b流向a
D. 閉合S2、電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)S1,通過(guò)R2的電荷量為2.4×10-6C
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