【題目】圖示的環(huán)狀軌道處于豎直面內(nèi),它由半徑分別為R和2R的兩個(gè)半圓軌道、半徑為R的兩個(gè)四分之一圓軌道和兩根長(zhǎng)度分別為2R和4R的直軌道平滑連接而成.以水平線MN和PQ為界,空間分為三個(gè)區(qū)域,區(qū)域I和區(qū)域Ⅲ有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域I和Ⅱ有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng).一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小環(huán)穿在軌道內(nèi),它與兩根直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(0<μ<1),而軌道的圓弧形部分均光滑.在電場(chǎng)中靠近C點(diǎn)的地方將小環(huán)無(wú)初速釋放,設(shè)小環(huán)電量保持不變(已知區(qū)域I和II的勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)大小為E= ,重力加速度為g).求:
(1)小環(huán)在釋放時(shí)加速度aC的大小
(2)小環(huán)第一次通過軌道最高點(diǎn)A時(shí)受到軌道的壓力N的大小
(3)若從C點(diǎn)釋放小環(huán)的同時(shí),在區(qū)域II再另加一垂直于軌道平面向里的水平勻強(qiáng)電場(chǎng),其場(chǎng)強(qiáng)大小為E′= ,討論小環(huán)在兩根直軌道上通過的總路程s總 .
【答案】
(1)解:對(duì)小環(huán)在C點(diǎn),由牛頓第二定律得:
qE﹣mg=mac,
解得:ac=g;
答:小環(huán)在釋放時(shí)加速度aC的大小為g;
(2)解:從C到A,洛倫茲力不做功,小環(huán)對(duì)軌道無(wú)壓力,也就不受軌道的摩擦力,由動(dòng)能定理得:
qE5R﹣mg5R= mvA2﹣0,
小環(huán)過A點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得:
F+mg﹣qvAB﹣qE=m ,
解得:F=11mg+qB ;
答:小環(huán)第一次通過軌道最高點(diǎn)A時(shí)受到軌道的壓力N的大小為11mg+qB ;
(3)解:由于0<μ<1,小環(huán)必能通過A點(diǎn),以后有二種可能:
①可能恰好停在K點(diǎn),對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程,由動(dòng)能定理:
qE3R﹣mg3R﹣μqE′s總=0,
解得:s總= ;
②還可能最終在D或D′點(diǎn)速度為零(即在D與D′點(diǎn)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)).由動(dòng)能定理得:
qE4R﹣mg4R﹣μqE′s總=0,
解得:s總= ;
答:若從C點(diǎn)釋放小環(huán)的同時(shí),在區(qū)域II再另加一垂直于軌道平面向里的水平勻強(qiáng)電場(chǎng),其場(chǎng)強(qiáng)大小為E′= ,小環(huán)在兩根直軌道上通過的總路程s總為 或 .
【解析】(1)由牛頓第二定律可以求出加速度.(2)由動(dòng)能定理求出環(huán)速度,由牛頓第二定律求出壓力.(3)應(yīng)用動(dòng)能定理求出環(huán)的路程.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在水平固定的長(zhǎng)木板上,小明用物體A、B分別探究了加速度隨著外力的變化的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)裝置如圖(1)所示(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶圖中未畫出).實(shí)驗(yàn)過程中小明用不同的重物P分別掛在光滑的輕質(zhì)動(dòng)滑輪上,使平行于長(zhǎng)木板的細(xì)線拉動(dòng)長(zhǎng)木板上的物體A、B由靜止開始加速運(yùn)動(dòng)(紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間阻力及空氣阻力可忽略),實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,小明得到了物體A、B的加速度a與輕質(zhì)彈簧秤彈力F的關(guān)系圖象分別如圖(2)中的A、B所示。
(1)下圖是其中一條紙帶的一部分,O、A、B、C為4個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)沒有畫出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。通過對(duì)紙帶的測(cè)量,可知小車運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小為______m/s2(保留2位有效數(shù)字)。
(2)(多選題)由圖(1)判斷下列說法正確的是________
A.一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板不水平也可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后釋放物體
C.實(shí)驗(yàn)中重物P的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于物體的質(zhì)量
D.彈簧秤的讀數(shù)始終為重物P的重力的一半
(3)小明仔細(xì)分析了圖(2)中兩條線不重合的原因,得出結(jié)論:兩個(gè)物體的質(zhì)量不等,且mA____mB(填“大于”“等于”或“小于”);兩物體與木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)μA_______μB(填“大于”“等于”或“小于”).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,僅在虛線MN下面的空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,導(dǎo)軌上端跨接一定值電阻R,質(zhì)量為m、電阻r的金屬棒兩端各套在導(dǎo)軌上并可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng),導(dǎo)軌的電阻不計(jì),將金屬棒從圖示位置由靜止釋放,則進(jìn)入磁場(chǎng)后( )
A.a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)
B.金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)過程中可能做勻減速運(yùn)動(dòng)
C.金屬棒受到的最大安培力大小為mg
D.金屬棒中產(chǎn)生的焦耳熱小于金屬棒機(jī)械能的減少量
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在科學(xué)研究中,可以通過施加適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的控制。如圖甲所示,M、N為間距足夠大的水平極板,緊靠極板右側(cè)放置豎直的熒光屏PQ,在MN間加上如圖乙所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向下,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,圖中E0、B0、k均為已知量。t=0時(shí)刻,比荷q/m=k的正粒子以一定的初速度從O點(diǎn)沿水平方向射入極板間,在0-t1()時(shí)間內(nèi)粒子恰好沿直線運(yùn)動(dòng), 時(shí)刻粒子打到熒光屏上。不計(jì)粒子的重力,涉及圖象中時(shí)間間隔時(shí)取0.8 = ,1. 4 =,求:
(1) 在時(shí)刻粒子的運(yùn)動(dòng)速度v
(2) 在時(shí)刻粒子偏離O點(diǎn)的豎直距離y
(3) 水平極板的長(zhǎng)度L。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿承受彈力的最大值一定,輕桿A端用鉸鏈固定,滑輪在A點(diǎn)正上方(滑輪大小及摩擦均可不計(jì)),輕桿B端吊一重物G,現(xiàn)將繩的一端栓在桿的B端,用力F將B端緩慢上拉(均未斷),在AB桿達(dá)到豎直前,以下分析正確的是( )
A. 繩子越來(lái)越容易斷
B. 繩子越來(lái)越不容易斷
C. AB桿越來(lái)越容易斷
D. AB桿越來(lái)越不容易斷。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩根間距為L、足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面上,導(dǎo)軌上橫放著兩根電阻均為R的相同導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路。導(dǎo)體棒ab中點(diǎn)與一端固定的輕質(zhì)彈簧連接,彈簧勁度系數(shù)為k,整個(gè)裝置置于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。導(dǎo)體棒cd在水平向右的外力作用下以大小為v0的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),導(dǎo)軌及接觸電阻不計(jì),當(dāng)導(dǎo)體棒ab穩(wěn)定時(shí),下列說法正確的是( )
A. 回路中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
B. 回路中的感應(yīng)電流為
C. 外力的功率為
D. 彈簧被拉伸的長(zhǎng)度為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】沙塵暴天氣會(huì)嚴(yán)重影響交通.有一輛卡車以54 km/h的速度勻速行駛,司機(jī)突然模糊看到正前方十字路口一個(gè)老人跌倒,該司機(jī)剎車的反應(yīng)時(shí)間為0.6 s,剎車后卡車勻減速前進(jìn),最后停在老人前1.5 m處,避免了一場(chǎng)事故.已知?jiǎng)x車過程中卡車加速度大小為5 m/s2,則( ).
A. 司機(jī)發(fā)現(xiàn)情況后,卡車經(jīng)過3 s停下
B. 司機(jī)發(fā)現(xiàn)情況時(shí),卡車與該老人的距離為24 m
C. 從司機(jī)發(fā)現(xiàn)情況到停下來(lái)的過程,卡車的平均速度為11 m/s
D. 若卡車的初速度為72 km/h,其他條件都不變,則卡車將撞到老人
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,甲、乙兩個(gè)電路,都是由一個(gè)靈敏電流計(jì)G和一個(gè)變阻器R組成,它們之中一個(gè)是測(cè)電壓的電壓表,另一個(gè)是測(cè)電流的電流表,那么以下結(jié)論中正確的是( )
A.甲表是電流表,R增大時(shí)量程增大
B.甲表是電流表,R增大時(shí)量程減小
C.乙表是電壓表,R增大時(shí)量程減小
D.上述說法都不對(duì)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在做“探究共點(diǎn)力合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí),可以先將橡皮條的一端固定在木板上,再用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一位置,之后只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條使其伸長(zhǎng),如圖所示
()關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作,下列說法中正確的是__________(選填選項(xiàng)前的字母).
A.同一次實(shí)驗(yàn)中點(diǎn)的位置允許變動(dòng)
B.實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)必須保持與木板平行,讀數(shù)時(shí)要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度
C.實(shí)驗(yàn)中需要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)和彈簧測(cè)力計(jì)所施加拉力的方向
()在誤差允許的范圍內(nèi),此實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是_________.
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