【題目】在科學(xué)研究中,可以通過施加適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的控制.在如圖所示的平面坐標(biāo)系xOy內(nèi),矩形區(qū)域(-3d<x<d、-d<y<d)外存在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從P(0,d)點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng),當(dāng)入射速度為v0時(shí),粒子從(-2d,d)處進(jìn)入無場(chǎng)區(qū),不計(jì)粒子重力.
(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(2)求粒子離開P點(diǎn)后經(jīng)多長時(shí)間第一次回到P點(diǎn);
(3)若僅將入射速度變?yōu)?/span>2v0,求粒子離開P點(diǎn)后運(yùn)動(dòng)多少路程經(jīng)過P點(diǎn).
【答案】(1)
(2)
(3),其中k=1、2、3…
或,其中k=0、1、2、3
【解析】
(1)找出半徑,根據(jù)洛倫茲力提供向心力進(jìn)行求解即可;
(2)畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡,求出在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間和在無磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡,注意討論粒子運(yùn)動(dòng)的方向不同;
(1)由題條件可判斷粒子做圓周運(yùn)動(dòng)半徑為:
粒子在磁場(chǎng)中,得到:;
(2)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間:
粒子在無場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間:
粒子再次回到P點(diǎn)時(shí)間:
得到:
(3)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:
粒子速度變?yōu)?/span>,則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑為:
由P點(diǎn)沿圓弧運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)間:
由C點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)間:
①粒子以2v0沿y軸正向經(jīng)過P
則粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間:,其中k=1、2、3…
粒子運(yùn)動(dòng)距離:
得到:,其中k=1、2、3…
②粒子以大小與-y方向成60°經(jīng)過P
則:,其中k=0、1、2、3…
粒子運(yùn)動(dòng)距離為:
得到:,其中k=0、1、2、3…
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)量1kg的物體從足夠高處由靜止開始下落,其加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖所示重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是
A. 2s末物體所受阻力的大小為10N
B. 在0~2s內(nèi),物體所受阻力隨時(shí)間均勻減小
C. 在0~2s內(nèi),物體的動(dòng)能增大了100J
D. 在0~1s內(nèi),物體所受阻力的沖量大小為2.5N·s
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為L,一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為d(d<L)的正方形金屬線框豎直放置。線框由靜止釋放,進(jìn)入磁場(chǎng)過程中做勻速運(yùn)動(dòng),完全離開磁場(chǎng)前已做勻速運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g,則線框( 。
A. 進(jìn)、出磁場(chǎng)過程中電流方向相同
B. 進(jìn)、出磁場(chǎng)過程中通過線框某一橫截面的電荷量相等
C. 通過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mg(L+d)
D. MN邊離開磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為
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【題目】在圖甲中,不通電時(shí)電流表指針停在正中央,當(dāng)閉合S時(shí),觀察到電流表指針向左偏,F(xiàn)在按圖乙連接方式將電流表與螺線管B連成一個(gè)閉合回路,將螺線管A與電池、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)串聯(lián)成另一個(gè)閉合回路.
(1)將S閉合后,將螺線管A插入螺線管B的過程中,電流表的指針將______(填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn);
(2)螺線管A放在B中不動(dòng),電流表的指針將______(填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn);
(3)螺線管A放在B中不動(dòng),滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng),電流表的指針將_________(填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn);
(4)螺線管A放在B中不動(dòng),突然切斷開關(guān)S時(shí),電流表的指針將_______(填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn)。
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【題目】某輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車,總質(zhì)量m=2×103kg,驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入的最大電流I=400A,電壓U=300V.在此行駛狀態(tài)下,g=10m/s2.求:
(1)若該汽車所受阻力與車重的最大比值為0.15,驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?/span>90%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率為P機(jī),求該汽車可以達(dá)到的最大速度.
(2)設(shè)想改用純太陽能電池給該車供電,其他條件不變,求所需太陽能電池板的最小面積。(已知太陽輻射的總功率P0=4×1026W,太陽到地球的距離r=1.5×1011m,太陽光傳播到達(dá)地面的過程中大約有30%的能量損耗,該車所用太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%,球體的表面積公式S=4πR2.)
(3)太陽能是清潔能源,為什么在馬路上很少看到純太陽能汽車?我們可以從哪些方面對(duì)純太陽能汽車進(jìn)行改進(jìn),達(dá)到既充分利用太陽能又切實(shí)可行的目標(biāo)?
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【題目】如圖,兩電荷量分別為Q(Q>0)和-Q的點(diǎn)電荷對(duì)稱地放置在x軸上原點(diǎn)O的兩側(cè),a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q之間,b位于y軸O點(diǎn)上方。取無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,下列說法正確的是
A.b點(diǎn)的電勢(shì)為零,電場(chǎng)強(qiáng)度也為零
B.正的試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于零,所受電場(chǎng)力方向向右
C.將正的試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn),必須克服電場(chǎng)力做功
D.將同一正的試探電荷先后從O、b點(diǎn)移到a點(diǎn),后者電勢(shì)能的變化較大
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【題目】一質(zhì)量為8.00×104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面。飛船在離地面高度1.60×105 m處以7.5×103 m/s的速度進(jìn)入大氣層,逐漸減慢至速度為100 m/s時(shí)下落到地面。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn),在飛船下落過程中,重力加速度可視為常量,大小取為9.8 m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
⑴分別求出該飛船著地前瞬間的機(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能;
⑵求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功,已知飛船在該處的速度大小是其進(jìn)入大氣層時(shí)速度大小的2.0%。
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【題目】某同學(xué)將一直流電源的總功率 PE、輸出功率 PR 和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率 Pr 隨電流 I 變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中,如圖中的 a、b、c 所示。下列說法中錯(cuò)誤的是( )
A. 直線 a 表示電源的總功率 PE﹣I 圖線
B. 曲線 c 表示電源的輸出功率 PR﹣I 圖線
C. 電源的電動(dòng)勢(shì) E=3V,內(nèi)阻 r=1Ω
D. 電源的最大輸出功率 Pm=2W
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【題目】如圖所示,足夠長的傳送帶與水平方向的傾角為θ,物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連,b的質(zhì)量為m,開始時(shí),a、b及傳送帶均靜止,且開始時(shí)a恰不受摩捺力作用,F(xiàn)讓傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則在b下降h高度(a未脫離傳送帶)的過程中
A. 物塊a的重力勢(shì)能增加 mghsinθ
B. 摩擦力對(duì)a做的功等于a和b系練機(jī)械能的增量
C. 傳送帶由于運(yùn)送a多消耗的電能等于系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能
D. 任意時(shí)刻,重力對(duì)a、b做功的瞬時(shí)功率大小相等
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