【題目】如圖甲所示,在xoy平面的第Ⅰ象限內(nèi)有沿+x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)同時(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,E2 =2.5N/C,磁場(chǎng)B隨時(shí)間t周期性變化的規(guī)律如圖乙所示,B0=0.5T,垂直紙面向外為磁場(chǎng)正方向.一個(gè)質(zhì)量m=5×10-5kg、電荷量q=2×10-4C的帶正電液滴從P點(diǎn)(0.6m,0.8m)以速度v0=3m/s沿-x方向入射,恰好以沿-y方向的速度v經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O后進(jìn)入x≤0 的區(qū)域,t=0時(shí)液滴恰好通過(guò)O點(diǎn),g取10m/s2.求:
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E1和液滴到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度的大小v;
(2)液滴從P開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第二次經(jīng)過(guò)x軸所經(jīng)歷的時(shí)間t總;
(3)若從某時(shí)刻起磁場(chǎng)突然消失,發(fā)現(xiàn)液滴恰好以與+y方向成30°角的方向穿過(guò)y軸后進(jìn)入x>0的區(qū)域,試確定液滴穿過(guò)y軸時(shí)的位置.
【答案】(1)v=4m/s; (2)
(3) (式中n=1,2,3…)
(式中n=1,2,3…)
【解析】(1)液滴在x>0的區(qū)域內(nèi)受豎直向下的重力和水平向右的電場(chǎng)力的作用,
液滴在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng):
t=0.4s
v=gt
解得: v=4m/s
液滴在水平方向上做勻減速運(yùn)動(dòng)
解得:
(2)液滴進(jìn)入x<0的區(qū)域后,由于,液滴運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1所示,
其做圓周運(yùn)動(dòng)的大、小圓半徑分別為r1、r2,運(yùn)動(dòng)周期分別為T1、T2。
則:
又:
解得:
即:
液滴從P點(diǎn)到第二次穿過(guò)x軸經(jīng)過(guò)的時(shí)間t總:
(3)情形一:若磁場(chǎng)消失時(shí),液滴在x軸上方,如圖1所示:
根據(jù)周期性可得,液滴穿過(guò)y軸時(shí)的坐標(biāo)yn滿(mǎn)足:
式中 (式中n=1,2,3…)
情形二:若磁場(chǎng)消失時(shí),液滴在x軸下方,如圖 2 所示:
根據(jù)周期性可得,液滴穿過(guò)y軸時(shí)的坐標(biāo)yn滿(mǎn)足:
式中 (式中n=1,2,3…)
綜上所述本題答案是:
(1)v=4m/s;
(2)
(3) (式中n=1,2,3…); (式中n=1,2,3…)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,bacd為靜止于水平面上寬度為L=0.4m;而長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)的U形金屬滑軌,ac邊接有電阻R=1Ω,其他部分電阻不計(jì).ef為一可在滑軌平面上滑動(dòng),質(zhì)量為m=0.1kg、電阻也為R=1Ω的均勻?qū)w棒.整個(gè)滑軌面處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T,忽略所有摩擦.若ef桿以恒定的加速度a=2m/s2由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)則:
(1)第5s末,回路中的電流多大?
(2)第5s末,作用在ef桿上的水平外力多大?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某種柱狀透明工藝品的截面形狀如圖所示,AO、BO為夾角60°的平面,底部AMB為半徑為R的一段圓弧,其對(duì)應(yīng)的圓心角也為60°,圓心在∠AOB的角平分線OM延長(zhǎng)線上。一束單色平行光沿與OA面成45°角的方向斜向下射向OA面,經(jīng)OA折射進(jìn)入該柱狀介質(zhì)內(nèi),已知介質(zhì)折射率為。
(ⅰ)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明在介質(zhì)OA面的折射光線的方向;
(ⅱ)求底部弧面AMB有光線射出的部分對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)(不考慮二次反射)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,放在水平地面上的質(zhì)量為m的物體與輕彈簧的左端相連,物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,輕彈簧的勁度系數(shù)為k,右端受到水平恒力F作用,使物體沿地面做勻加速直線運(yùn)動(dòng),彈簧沒(méi)有超出彈性限度,則( )
A. 彈簧的伸長(zhǎng)量為F/k B. 彈簧的伸長(zhǎng)量為μmg/k
C. 物體地面的壓力等于它所受到的重力 D. 彈簧對(duì)物體的彈力與物體受到的摩擦力是一對(duì)平衡力
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,由一段外皮絕緣的導(dǎo)線扭成兩個(gè)半徑為R和r圓形平面形成的閉合回路,R>r,導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻為λ,導(dǎo)線截面半徑遠(yuǎn)小于R和r.圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間按B=kt(k>0,為常數(shù))的規(guī)律變化的磁場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 小圓環(huán)中電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針
B. 大圓環(huán)中電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針
C. 回路中感應(yīng)電流大小為
D. 回路中感應(yīng)電流大小為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為mB=24 kg的木板B放在水平地面上,質(zhì)量為mA=22 kg的木箱A放在木板B上.一根輕繩一端拴在木箱上,另一端拴在天花板上,輕繩與水平方向的夾角為θ=37°.已知木箱A與木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.5.現(xiàn)用水平向右、大小為200 N的力F將木板B從木箱A下面勻速抽出(sin 37°≈0.6,cos 37°≈0.8,重力加速度g取10 m/s2),求木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2的大小?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑圓圈豎直固定,A為最高點(diǎn),橡皮條上端固定在A點(diǎn),下端連接一套在圓圈上的輕質(zhì)小環(huán),小環(huán)位于B點(diǎn),AB與豎直方向夾角為30°,用光滑鉤拉橡皮條中點(diǎn),將橡皮條中點(diǎn)拉至C點(diǎn)時(shí),鉤的拉力大小為F。為保持小環(huán)靜止于B點(diǎn),需給小環(huán)施加一作用力,下列說(shuō)法正確的是
A. 若沿水平方向,則
B. 若沿豎直方向,則
C. 的最大值為
D. 的最小值為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】農(nóng)民在精選谷種時(shí),常用一種叫“風(fēng)車(chē)”的農(nóng)具進(jìn)行分選.在同一風(fēng)力作用下,谷種和癟谷(空殼)都從洞口水平飛出,結(jié)果谷種和癟谷落地點(diǎn)不同,自然分開(kāi),如圖所示.若不計(jì)空氣阻力,對(duì)這一現(xiàn)象,下列分析正確的是( )
A.谷種飛出洞口時(shí)的速度比癟谷飛出洞口時(shí)的速度大些
B.谷種和癟谷飛出洞口后都做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
C.谷種和癟谷從飛出洞口到落地的時(shí)間不相同
D.M處是谷種,N處是癟谷
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,探究電荷之間的作用力的大小與哪些因素有關(guān),把一帶正電的物體置于M 處,用絕緣絲線系上一個(gè)帶正電的小球,先后掛在P 1、P2、P3的位置,可觀察到小球在不同位置時(shí)絲線偏離豎直方向的角度不同。由此可得出的結(jié)論是
A. 電荷之間作用力的大小與兩電荷間的距離有關(guān)
B. 電荷之間作用力的大小與兩電荷的性質(zhì)有關(guān)
C. 電荷之間作用力的大小與兩電荷所帶的電荷量有關(guān)
D. 電荷之間作用力的大小與絲線的長(zhǎng)度有關(guān)
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