【題目】如圖所示,兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調的電源上.兩板之間的右側區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強磁場.將噴墨打印機的噴口靠近上板下表面,從噴口連續(xù)不斷噴出質量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴.調節(jié)電源電壓至U,墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運動;進入電場、磁場共存區(qū)域后,最終垂直打在下板的M點.
(1)判斷墨滴所帶電荷的種類,并求其電荷量;
(2)求磁感應強度B的值;
(3)現保持噴口方向不變,使其豎直下移到兩板中間的位置.為了使墨滴仍能到達下板M點,應將磁感應強度調至B′,則B′的大小為多少?
【答案】
(1)解:墨滴在電場區(qū)域做勻速直線運動,有:q =mg…①
由①式得,q= …②
由于電場方向向下,電荷所受的電場力方向向上,可知墨滴帶負電荷.
答:墨滴帶負電,電荷量為 .
(2)解:墨滴垂直進入電磁場共存區(qū)域,重力仍與電場力平衡,由洛倫茲力提供向心力,墨滴做勻速圓周運動,有:
qv0B=m …③
考慮墨滴進入磁場和撞板的幾何關系,可知墨滴在該區(qū)域恰好完成四分之一圓周運動,則半徑R=d…④
由②③④式得:B= …⑤
答:磁感應強度為 .
(3)解:根據題設,墨滴的運動軌跡如圖,設圓周運動的半徑為R′,有:
qv0B′=m …⑥
由圖示可得,R′2=d2+(R′﹣ )2…⑦
得,R′= d…⑧
聯立②⑥⑧式可得:B′= .
答:B′的大小為 .
【解析】(1)根據電場力和重力平衡求出電荷量的大小,通過電場力的方向確定電荷的正負.(2)墨滴垂直進入電磁場共存區(qū)域,重力仍與電場力平衡,粒子做勻速圓周運動,根據粒子垂直打在M點,通過幾何關系得出粒子的軌道半徑,根據洛倫茲力提供向心力求出磁感應強度的大小.(3)根據幾何關系得出粒子做圓周運動的軌道半徑,結合帶電粒子在磁場中運動的半徑公式求出磁感應強度的大。
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【題目】如圖電路(a)、(b)中,電阻R和自感線圈L的電阻值都是很小.接通S,使電路達到穩(wěn)定,燈泡A發(fā)光( )
A.在電路(a)中,斷開S,A將立即變暗
B.在電路(a)中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗
C.在電路(b)中,斷開S,A將漸漸變暗
D.在電路(b)中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗
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【題目】電磁軌道炮工作原理如圖所示.待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動,并與軌道保持良好接觸.電流I從一條軌道流入,通過導電彈體后從另一條軌道流回.軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面得磁場(可視為勻強磁場),磁感應強度的大小與I成正比.通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出.現欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍,理論上可采用的方法是( )
A.只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍
B.只將電流I增加至原來的2倍
C.只將彈體質量減至原來的一半
D.將彈體質量減至原來的一半,軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍,其它量不變
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【題目】在探究彈力和彈簧伸長的關系時,某同學先按圖(a)對彈簧甲進行探究,然后把彈簧甲和彈簧乙并聯起來按圖(b)進行探究.在彈性限度內,將質量為m=50 g的鉤碼逐個掛在彈簧下端,分別測得圖(a)、圖(b)中彈簧的長度L1、L2如表所示.(小數點后保留1位有效數字)
已知重力加速度g=9.8 m/s2,計算彈簧甲的勁度系數k=______N/m.由表中數據____(填“能”或“不能”)計算出彈簧乙的勁度系數,若能,請計算出彈簧乙的勁度系數_____N/m;若不能,請說明理由。
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【題目】在光滑絕緣的水平面上,用長為2L的絕緣輕桿連接兩個質量均為m的帶電小球A和B.A球的帶電量為+2q,B球的帶電量為-3q,組成一帶電系統(tǒng),如圖所示,虛線MP為AB兩球連線的垂直平分線,虛線NQ與MP平行且相距4L.最初A和B分別靜止于虛線MP的兩側,距MP的距離均為L,且A球距虛線NQ的距離為3L,若視小球為質點,不計輕桿的質量,在虛線MP,NQ間加上水平向右的勻強電場E后,求:
(1)B球剛進入電場時,帶電系統(tǒng)的速度大。
(2)帶電系統(tǒng)從開始運動到速度第一次為零所需時間以及B球電勢能的變化量。
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【題目】如圖所示,平板車長為L,質量為m,上表面距離水平地面高為h,以速度v0向右做勻速直線運動,A、B是其左右兩個端點.從某時刻起對平板車施加一個方向水平向左的恒力F,與此同時,將一個小球輕放在平板車上的P點(小球可視為質點,放在P點時相對于地面的速度為零),,經過一段時間,小球脫離平板車落到地面.已知小球下落過程中不會和平板車相碰,所有摩擦力均忽略不計.求
(1)小球從離開平板車開始至落到地面所用的時間.
(2)小球落地瞬間,平板車的速度大小.
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【題目】如圖,為修建高層建筑常用的塔式起重機.在起重機將質量m=5×104 kg的重物豎直吊起的過程中,重物由靜止開始向上做勻加速直線運動,加速度a=0.2 m/s2,當起重機輸出功率達到其允許的最大值時,保持該功率直到重物做vm=1.02 m/s的勻速運動.取g=10 m/s2,不計額外功.求:
(1)起重機允許輸出的最大功率.
(2)重物做勻加速運動所經歷的時間和起重機在第2秒末的輸出功率.
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【題目】如圖所示,三根通電長直導線P、Q、R互相平行,垂直紙面放置,其間距均為L,電流均為I,方向垂直紙面向里.已知電流為I的長直導線產生的磁場中,距導線r處的磁感應強度B=kI/r,其中k為常量.某時刻有一電荷量為q的帶正電粒子經過原點O,速度大小為v,方向沿y軸正方向,該粒子此時所受磁場力為
A. 方向垂直紙面向外,大小為
B. 方向指向x軸正方向,大小為
C. 方向垂直紙面向外,大小為
D. 方向指向x軸正方向,大小為
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【題目】下列說法正確的是
A. 鈾238發(fā)生α衰變成釷234時, α粒子與釷234的質量之和等于鈾238的質量。
B. 鈾238發(fā)生α衰變成釷234時, α粒子與釷234的結合能之和一定大于鈾238的結合能。
C. β衰變中釋放的β射線是原子核外電子掙脫原子核的束縛形成的高速電子流。
D. 核反應方程14N+He→17O+X中,X是質子且反應過程中系統(tǒng)動量守恒。
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