【題目】在如圖所示的坐標系中,第一象限存在沿y軸負向的勻強電場E(未知),其余象限存在垂直紙面向外的勻強磁場,其中第四象限內(nèi)的磁感應(yīng)強度為B1(未知),第二、三象限內(nèi)的磁感應(yīng)強度為B2(未知)。在y軸上坐標為(0,2L)的A點有一個粒子源,可將質(zhì)量為m、帶電量為q的帶正電粒子,以初速度v0沿平行x軸方向射入第一象限,然后從x軸上坐標為(3L,0)的C點射入磁場,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn),最終再次垂直y軸回到A點,若粒子的重力可忽略不計,求:
(1)電場強度E的大;
(2)磁感應(yīng)強度B1的大。
(3)粒子從A點射入第一象限至再次回到A點,所經(jīng)歷的時間。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】試題分析:粒子在電場中運動時做類平拋運動,水平方向勻速直線運動,豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動,可以解出電場強度與粒子的速度;根據(jù)洛倫茲力提供向心力解出粒子做圓周運動的半徑,即可求出磁感應(yīng)強度B1的大小;根據(jù)幾何關(guān)系可確定在磁場B2中的半徑,總時間包括磁場和電場里的時間。
(1)帶電粒子在電場中做平拋運動,在水平方向上有:
在豎直方向:
聯(lián)立解得:
(2粒子在磁場中運動軌跡如圖所示:
由幾何關(guān)系: 其中: 加速度為:
聯(lián)立可得:
根據(jù)幾何關(guān)系可確定在磁場B1中的半徑為:
合速度為: ,
根據(jù)牛頓第二定律可得: ,
聯(lián)立解得:
(3)根據(jù)幾何關(guān)系可確定在磁場B2中的半徑為R2=4L
電磁中運動時間:
磁場B1中運動時間:
磁場B2中運動時間:
總時間為:
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【題目】如圖所示,是某次發(fā)射人造衛(wèi)星的示意圖,人造衛(wèi)星先在近地圓周軌道1上運動,然后改在橢圓軌道2上運動,最后在圓周軌道3上運動,a點是軌道1、2的交點,b點是軌道2、3的交點,人造衛(wèi)星在軌道1上的速度為,在軌道2 上a點的速度為,在軌道2上b點的速度為,在軌道3上的速度為,已知地球半徑為R,1軌道的半徑為3R,3軌道的半徑為9R.則
A. 衛(wèi)星在b點的加速度可表示為
B. 衛(wèi)星在軌道2上a點的加速度與b點的加速度之比為9:1
C.
D. 若衛(wèi)星在2、3軌道上的周期為、,則: =:
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【題目】2016年10月17日7時30分我國神舟十一號載人飛船在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,2名航天員將乘坐神舟十一號載人飛船在距地面393公里的圓軌道上與天宮二號對接,完成30天的中期駐留,每天繞地球16圈,則
A. 飛船內(nèi)部的航天員處于超重狀態(tài)
B. 神州十一號的運行角速度大于地球同步衛(wèi)星
C. 神州十一號的軌道平面一定與赤道所在平面共面
D. 神州十一號的飛行線速度大于地球的第一宇宙速度
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【題目】小明同學(xué)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,為了更準確的選取電壓表和電流表的合適量程,決定先用多用電表測量小燈泡的阻值。
(1)在使用前發(fā)現(xiàn)電表指針位置如圖甲所示,并未指向零刻度,該同學(xué)應(yīng)該調(diào)節(jié)哪個位置旋鈕__(選“①”或者“②”);
(2)小明使用多用電表歐姆檔的“×10”檔測量小燈泡的電阻阻值,讀數(shù)如圖乙所示,為了更準確地進行測量,小明應(yīng)該旋轉(zhuǎn)開關(guān)至歐姆檔_____________(填“×100檔”或“×1檔”),兩表筆短接并調(diào)節(jié)旋鈕_____________(選“①”或者“②”)。
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【題目】如圖所示,邊長L=0.8m的正方形abcd區(qū)域(含邊界)內(nèi),存在著垂直于區(qū)域表面向內(nèi)的勻強磁場B=0.1T,如圖所示,建立平面直角坐標系,y軸在ad邊的中垂線上,x軸在ad邊下方0.2m處。在原點O處有一粒子源S,可沿x軸正向不斷地發(fā)射各種速率的帶電離子,離子的電荷量均為q=3.2×10-18C,質(zhì)量均為m=6.4×10-26kg,在bc邊上放置一塊屏幕,屏上離子擊中位置能發(fā)光。(不計離子的重力,不考慮離子之間的相互作用力,離子打到屏上將被吸收而不反彈)。
(1)若bc屏上能發(fā)光,求離子的電性;
(2)求bc屏上能發(fā)光區(qū)域的范圍(用x坐標表示);
(3)緊貼磁場邊緣cd的內(nèi)側(cè),從c點沿cd方向以4.0×106m/s的速度入射一電荷量也為q、質(zhì)量也為m的帶正電離子,其恰能與離子源S發(fā)射的某一速率的離子發(fā)生相向正碰(碰撞時兩離子的速度方向恰好相反),求發(fā)生正碰的這一離子的速率。
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【題目】某電場的電場線分布如圖所示,下列說法正確的是
A. c點的電勢高于d點的電勢
B. 若將一試探電荷+q由點釋放,它將沿電場線運動到b點
C. b點的電場強度可能小于d點的電場強度
D. 點和b點的電場強度的方向相同
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【題目】某實驗小組利用光電計時器等器材來探究合力一定時,物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系,實驗裝置如圖甲所示。
(1)本實驗在正確操作的情況下,保持鉤碼的質(zhì)量m不變.通過增加小車上的配重片來改變小車和遮光片的總質(zhì)量M,由光電計時器(圖中未畫出)可讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為△t1、△t2,用刻度尺測得兩個光電門之間的距離x,用10分度的游標卡尺測得遮光條的寬度為d。則小車的加速度表達式=_____(表達式均用己知字母表示).測得遮光條的寬度如圖乙所示.其讀數(shù)為____mm.
(2)該小組通過實驗得到-圖像,如圖丙所示。則所掛鉤碼的質(zhì)量m=_____kg。(當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g=9.8m/s2)
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【題目】在一范圍足夠大、方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小B=0.2T的勻強磁場中,有一水平放置的光滑導(dǎo)體框架,其寬度L=0.4m,如圖所示,框架上放置一質(zhì)量m=0.5、電阻R=1Ω的金屬桿cd,框架的電阻不計.若cd桿在水平外力的作用下以加速度=2m/s2由靜止開始向右做勻變速直線運動,求:
(1)前5s內(nèi)金屬桿的平均感應(yīng)電動勢;
(2)第5s末回路中的電流;
(3)第5s末作用在cd桿上的水平外力大。
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【題目】在十字路口,汽車以的加速度從停車線啟動做勻加速運動,恰好有一輛自行車以的速度勻速駛過停車線與汽車同方向行駛求:
(1)什么時候它們相距最遠?最遠距離是多少?
(2)在什么地方汽車追上自行車?追到時汽車的速度是多大?
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