【題目】如圖所示,一內壁光滑的絕緣圓管A加固定在豎直平面內。圓管的圓心為O,D點為圓管的最低點,AB兩點在同一水平線上,AB=2L,圓環(huán)的半徑為r= (圓管的直徑忽略不計),過OD的虛線與過AB的虛線垂直相交于C點。在虛線AB的上方存在水平向右的、范圍足夠大的勻強電場;虛線AB的下方存在豎直向下的、范圍足夠大的勻強電場,電場強度大小等于。圓心O正上方的P點有一質量為m、電荷量為 (>0)的絕緣小物體(視為質點),PC間距為L,F(xiàn)將該小物體無初速釋放,經過一段時間,小物體剛好沿切線無碰撞地進入圓管內,并繼續(xù)運動。重力加速度用g表示。
(1)虛線AB上方勻強電場的電場強度為多大?
(2)小物體從管口B離開后,經過一段時間的運動落到虛線AB上的N點(圖中未標出N點),則N點距離C點多遠?
(3)小物體由P點運動到N點的總時間為多少?
【答案】(1)。2)。3)
【解析】(1)小物體無初速釋放后在重力、電場力的作用下做勻加速直線運動,小物體剛好沿切線無碰撞地進入圓管內,故小物體剛好沿PA連線運動,重力與電場力的合力沿PA方向;又,故,解得:
(2)小物體從P到A的運動由動能定理可得: ,解得:
虛線AB的下方存在豎直向下的、范圍足夠大的勻強電場,電場強度大小等于,電荷量為 (>0)的絕緣小物體所受電場力,方向豎直向上,故小物體從A到B做勻速圓周運動,
小物體從管口B離開后,經過一段時間的運動落到虛線AB上的N點,對豎直方向: 解得:
水平方向: 、 解得:
N點距離C點:
(3)小物體從P到A的時間 ,則解得:
物體從A到B的時間,則
小物體由P點運動到N點的總時間
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【題目】如圖所示,水平轉盤上放有一個質量為m的小物體,小物體離轉動軸的距離為 r,轉軸與小物體間用一根剛好伸直的細線相連,小物體和轉盤間的最大靜摩擦力等于重力的μ倍,細線所能承受的最大拉力為3μmg.求:
(1)當轉盤角速度為多少時,細線的拉力為零?
(2)若小物體始終相對轉盤靜止,轉盤轉動的最大角速度是多少?
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【題目】如圖所示,有一比荷=2×1010C/kg的帶電粒子,由靜止從Q板 經電場加速后,從M板的狹縫垂直直線邊界a進入磁感應強度為B=1.2×10-2T的有界矩形勻強磁場區(qū)域后恰好未飛出直線邊界b,勻強磁場方向垂直平面向里,a、b間距d=2×10-2m(忽略粒子重力與空氣阻力)求:
(1)帶電粒子射入磁場區(qū)域時速度v;
(2)Q、M兩板間的電勢差UQM。
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【題目】實驗室有一破損的雙量程電壓表,兩量程分別是3V和15V,其內部電路如圖所示,因電壓表的表頭G已燒壞,無法知道其電學特性,但兩個精密電阻R1、R2完好,測得R1=2.9kΩ,R2=14.9kΩ.現(xiàn)有兩個表頭,外形都與原表頭G相同,已知表頭G1的滿偏電流為1mA,內阻為50Ω;表頭G2的滿偏電流0.5mA,內阻為200Ω,又有三個精密定值電阻r1=100Ω,r2=150Ω,r3=200Ω.若保留R1、R2的情況下,對電壓表進行修復,根據(jù)所給條件回答下列問題:
(1)原表頭G滿偏電流I=_______,內阻r=_______.
(2)在虛線框中畫出修復后雙量程電壓表的電路_____(標識出所選用的相應器材符號)
(3)某學習小組利用修復的電壓表,再加上可以使用的以下器材,測量一未知電阻Rx的阻值:
電流表A量程0~5mA,內阻未知;
最大阻值約為100Ω的滑動變阻器;
電源E(電動勢約3V);
開關S、導線若干.
由于不知道未知電阻的阻值范圍,學習小組為精確測出未知電阻的阻值,選擇合適的電路,請你幫助他們補充完整電路連接 ____________,正確連線后讀得電壓表示數(shù)為2.40V,電流表示數(shù)為4.00mA,則未知電阻阻值Rx為____Ω.
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【題目】如圖所示,分布在半徑為r的圓形區(qū)域內的勻強磁場,磁感應強度為B,方向垂直于紙面向里,帶電量為q、質量為m的帶電粒子從磁場的邊緣A點沿圓半徑AO方向射入磁場,穿過磁場區(qū)域后速度方向偏轉了2a角,其中tanα=0.5.求:
(1)帶電粒子入射速度的大。
(2)若改變粒子的入射方向但仍保持帶電粒子在紙面內運動和速率不變,則粒子在這個磁場中運動的最長時間是多少?
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【題目】我國在2007年成功發(fā)射一顆繞月球飛行的衛(wèi)星,計劃在2012年前后發(fā)射一顆月球軟著陸器,在2017年前后發(fā)射一顆返回式月球軟著陸器,進行首次月球樣品自動取樣并安全返回地球,設想著陸器完成了對月球表面的考察任務后,由月球表面回到圍繞月球做圓周運動的軌道艙,其過程如圖所示,設軌道艙的質量為m,月球表面的重力加速度為g,月球的半徑為R,軌道艙到月球中心的距離為r,引力常量為G,則試求:
(1)月球的質量;
(2)軌道艙的速度.
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【題目】如圖所示,導體棒沿兩平行導軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形abcd磁場區(qū)域,ac垂直于導軌且平行于導體棒,ac右側的磁感應強度是左側的2倍且方向相反,導軌和導體棒的電阻均不計,下列關于導體棒中感應電流和所受安培力隨時間變化的圖象正確的是(規(guī)定電流由M經R到N為正方向,安培力向左為正方向)
A. B. C. D.
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【題目】汽車發(fā)動機的額定功率是60 kW,汽車的質量為2×103 kg,在平直路面上行駛,受到的阻力是車重的0.2倍。若汽車從靜止出發(fā),以1 m/s2的加速度做勻加速運動,則出發(fā)12s時,汽車發(fā)動機的實際功率P;汽車能達到的最大速度分別為(g取10 m/s2)
A. P=60 Kw, =12m/sB. P=72 kW, =15m/s
C. P=60 kW, =15m/sD. P=72 kW, =12m/s
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【題目】將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,關于線圈中產生的感應電動勢和感應電流,下列表述正確的是
A. 感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關
B. 穿過線圈的磁通量越大,感應電動勢越大
C. 穿過線圈的磁通量變化越快,感應電動勢越大
D. 感應電流產生的磁場方向與原磁場方向始終相同
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