【題目】如圖所示,在y軸左側(cè)有半徑為R的圓形邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng),其圓心為x軸上的P點(diǎn),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向里。y軸右側(cè)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為,兩磁場(chǎng)的邊界相切于O點(diǎn)。在磁場(chǎng)中距離O點(diǎn)右側(cè)R的N點(diǎn)處有一個(gè)厚度忽略不計(jì),寬度很窄的擋板,粒子與該擋板碰撞后速度大小不變,反彈后的角度與碰撞前相同(類(lèi)似光的反射),F(xiàn)一質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子從A點(diǎn)以速度v,(大小未知)沿著x軸正方向射入磁場(chǎng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后射離圓形邊界的磁場(chǎng),其速度方向偏離原來(lái)方向的夾角為45°.忽略重力和空氣阻力。求:
(1)粒子從A出發(fā)到第一次離開(kāi)圓形邊界磁場(chǎng)所用的時(shí)間;
(2)粒子能否再回到A點(diǎn),若不能,說(shuō)明理由;若能,求從A點(diǎn)出發(fā)到回到A點(diǎn)所用的時(shí)間。
【答案】(1)
(2)
【解析】
由題意畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡圖,并由幾何關(guān)系來(lái)確定圓心角,寫(xiě)出周期公式,尋找每次旋轉(zhuǎn)后角度變化規(guī)律來(lái)來(lái)計(jì)算各段時(shí)間,然后求出求總時(shí)間;
(1)帶電粒子在左邊圓形磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)如圖所示,設(shè),則粒子圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角也為,則粒子從A出發(fā)到第一次離開(kāi)圓形邊界磁場(chǎng)所用的時(shí)間為:;
(2)由圖可知,在左側(cè)磁場(chǎng)中有:,
而且:
則:
由圖可知粒子從左側(cè)磁場(chǎng)飛出進(jìn)入右邊磁場(chǎng),中間AB段沒(méi)有磁場(chǎng)作用,為勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)幾何關(guān)系可知:
則在AB段時(shí)間為:
在右側(cè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng):
整理可以得到:,可知在右邊的運(yùn)動(dòng)為兩個(gè)半圓
這兩個(gè)半圓的總時(shí)間為:
由圖可知,粒子仍能回到A點(diǎn),則從A點(diǎn)出發(fā)到回到A點(diǎn)所用的時(shí)間為:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在直角區(qū)域aOb內(nèi),有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子從O點(diǎn)沿紙面以速度v射入磁場(chǎng)中,速度方向與邊界Ob成角.粒子從Ob邊射出,求:
(1)粒子帶正電還是負(fù)電?在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少?
(2)若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B,仍以速度v射入磁場(chǎng),求從磁場(chǎng)出來(lái)的位置離開(kāi)O點(diǎn)的距離為多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(多選)兩個(gè)疊放在一起的滑塊置于固定的、傾角為θ的斜面上,如圖所示,滑塊A、B的質(zhì)量分別為M、m,A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,B與A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,重力加速度為g,已知兩滑塊都從靜止開(kāi)始以相同的加速度沿斜面滑下,滑塊B受到的摩擦力 ( )
A. 等于零 B. 方向沿斜面向上
C. 大小等于μ1mgcos θ D. 大于等于μ2mgcos θ
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用如圖(甲)所示的電路圖研究額定電壓為2.4V的燈泡L的伏安特性,并測(cè)出該燈泡在額定電壓下工作時(shí)的電阻值.
(1)在閉合開(kāi)關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)該放在端________.(選填“a”或“b”);
(2)按電路圖(甲)測(cè)出的燈泡電阻值比真實(shí)值________(選填“偏大”或“偏小”).根據(jù)所得到的圖像如圖(乙)所示,它在額定電壓下實(shí)際功率P=________W;
(3)若將該燈泡直接接在電動(dòng)勢(shì)為2.4V,內(nèi)阻為6Ω的電源兩端,此時(shí)電路工作的效率為________。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,MPQO為有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,ACB為光滑固定的半圓形軌道,圓軌道半徑為R,AB為圓水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn),AC為圓弧一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為的帶電小球,從A點(diǎn)正上方高為H處由靜止釋放,并從A點(diǎn)沿切線進(jìn)入半圓軌道不計(jì)空氣阻力及一切能量損失,關(guān)于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是
A. 小球一定能從B點(diǎn)離開(kāi)軌道
B. 小球在AC部分不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
C. 小球到達(dá)C點(diǎn)的速度可能為零
D. 若小球能從B點(diǎn)離開(kāi),上升的高度一定小于H
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在光滑的水平面上放著一個(gè)上部為半圓形光滑槽的木塊,開(kāi)始時(shí)木塊是靜止的,把一個(gè)小球放到槽邊從靜止開(kāi)始釋放,關(guān)于兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是
A. 當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),木塊有最大速率
B. 當(dāng)小球的速率最大時(shí),木塊有最小速率
C. 當(dāng)小球再次上升到最高點(diǎn)時(shí),木塊的速率為最大
D. 當(dāng)小球再次上升到最高點(diǎn)時(shí),木塊的速率為零
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1=2m/s順時(shí)針運(yùn)行,質(zhì)量m=2.0kg的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處以初速度v2=4m/s向左滑上傳送帶,若傳送帶足夠長(zhǎng),已知物塊與傳送帶間摩擦因數(shù)為0.4,,下列判斷正確的是
A. 物體離開(kāi)傳送帶速度大小為2m/s
B. 物體離開(kāi)傳送帶速度大小為4m/s
C. 摩擦力對(duì)物塊做的功為-12J
D. 系統(tǒng)共增加了12J的內(nèi)能
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】以下說(shuō)法中正確的是
A. 牛頓提出重的物體下落的快
B. 平均速率就是平均速度的大小
C. 質(zhì)量大的物體不可以看成質(zhì)點(diǎn),體積小的物體可以看成質(zhì)點(diǎn)
D. 不同的參考系物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有可能不同
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,輕彈簧的兩端各受20N拉力F的作用,彈簧伸長(zhǎng)了10cm(在彈性限度內(nèi))處于靜止?fàn)顟B(tài)。那么下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 彈簧所受的合力為零
B. 彈簧所受的合力為20N
C. 該彈簧的勁度系數(shù)k為200N/m
D. 根據(jù)公式 ,彈簧的勁度系k會(huì)隨彈簧彈力F的增大而增大
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