【題目】如圖所示,兩平行金屬板右側(cè)的平行直線A1、A2間,存在兩個(gè)方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,以豎直面MN為理想分界面。兩磁場(chǎng)區(qū)域的寬度相同,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B,Ⅰ區(qū)的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一電子由靜止開(kāi)始,經(jīng)板間電場(chǎng)加速后,以速度v0垂直于磁場(chǎng)邊界A1進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),經(jīng)的時(shí)間后,垂直于另一磁場(chǎng)邊界A2離開(kāi)磁場(chǎng)。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e。
(1)求每一磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d;
(2)若要保證電子能夠從磁場(chǎng)右邊界A2穿出,加速度電壓U至少應(yīng)大于多少?
(3)現(xiàn)撤去加速裝置,使Ⅰ區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?B,電子仍以速率v0從磁場(chǎng)邊界AB射入,并改變射入時(shí)的方向(其它條件不變),使得電子穿過(guò)Ⅰ區(qū)域的時(shí)間最短。求電子穿過(guò)兩區(qū)域的時(shí)間t。
【答案】(1)(2)
(3)
【解析】
試題(1)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),洛倫茲力作向心力:①
運(yùn)動(dòng)周期: ②
電子在每一磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1= ③
說(shuō)明電子的在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)π/4,如圖所示 ④
可知 解得
⑤
(2)若電子恰好不從A2穿出磁場(chǎng),電子運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)和MN相切,在I區(qū)域中轉(zhuǎn)半圈后從A1離開(kāi)磁場(chǎng),如圖2
設(shè)此時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓為U,電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,則
⑥
⑦
⑧
解得 ⑨
(3)由于速率一定,要電子穿過(guò)I區(qū)域的時(shí)間最短,則需電子穿過(guò)I區(qū)域的弧長(zhǎng)最短(對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)最短)。
運(yùn)動(dòng)軌跡如圖
由①式,在I區(qū)域的半徑:r1=⑩
由答圖4可知: 解得 θ=
在I區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:
在II區(qū)域的半徑:r2==2r1
由幾何關(guān)系可知,在II區(qū)域中的圓心O2必在A2上。
如圖4所示,Φ=θ=
在II區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:
通過(guò)兩場(chǎng)的總時(shí)間t=t1+t2=
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在利用自由落體“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,
(1)下列器材中不必要的一項(xiàng)是____(只需填字母代號(hào)).
A.重物 B.紙帶 C.天平 D.50Hz低壓交流電源 E.毫米刻度尺
(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差,下列說(shuō)法正確的是____
A.必須選擇質(zhì)量較小的重物,以便減小誤差
B.必須選擇點(diǎn)跡清晰且第1、2兩點(diǎn)間距約為2mm的紙帶,以便減小誤差
C.必須先松開(kāi)紙帶后接通電源,以便減小誤差
D.本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用密度大體積小的重物,以便減小誤差
(3)在該實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m=lkg的重錘自由下落,在紙帶上打出了一系列的點(diǎn),如圖所示.O是重錘剛下落時(shí)打下的點(diǎn),相鄰記數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,長(zhǎng)度單位是cm,g=9.8m/s2.則從點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中,物體重力勢(shì)能的減小量△EP=____J,動(dòng)能的增加量△EK=____J(兩空均保留3位有效數(shù)字).由此你得到的結(jié)論是__________________________________________。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖1是書(shū)本上演示小蠟塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律的裝置,在蠟塊沿玻璃管(y方向)上升的同時(shí),將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向(x方向)向右運(yùn)動(dòng),得到了蠟塊相對(duì)于黑板(xoy平面)運(yùn)動(dòng)的軌跡圖(圖2),則蠟塊沿玻璃管的上升運(yùn)動(dòng)到玻璃管沿水平方向的運(yùn)動(dòng),可能的形式是
A、小蠟塊沿玻璃管做勻加速直線運(yùn)動(dòng),玻璃管沿水平方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B、小蠟塊沿玻璃管做勻加速直線運(yùn)動(dòng),玻璃管沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C、小蠟塊沿玻璃管做勻速直線運(yùn)動(dòng),玻璃管沿水平方向先加速后減速
D、小蠟塊沿玻璃管做勻速直線運(yùn)動(dòng),玻璃管沿水平方向先減速后加速
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,AB為傾角37°的斜面軌道,軌道的AC部分光滑,CB部分粗糙,BP為圓心角等于143°、半徑R=1m的豎直光滑圓弧軌道,兩軌道相切于B點(diǎn),P、Q兩點(diǎn)在同一豎直線上,輕彈簧一端固定在A點(diǎn),另一自由端在斜面上C點(diǎn)處,現(xiàn)有一質(zhì)量m=2kg的小物塊在外力作用下降彈簧緩慢壓縮到D點(diǎn)后(不栓接)釋放,物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)后,從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中的位移與時(shí)間的關(guān)系為
(式中x單位為m,t單位是s),假設(shè)物塊第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后恰能到達(dá)P點(diǎn),sin37°=0.6,cos37°=0.8,
,試求:
(1)若CD=1m,試求物塊從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中,彈簧對(duì)物塊所做的功;
(2)B、C兩點(diǎn)間的距離x;
(3)若在P處安裝一個(gè)豎直彈性擋板,小物塊與擋板碰撞后速度反向,速度大小不變,小物塊與彈簧相互作用不損失機(jī)械能,試通過(guò)計(jì)算判斷物塊在第一次與擋板碰撞后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否會(huì)脫離軌道?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在如圖所示的電路中E為電源,其內(nèi)阻為r,R1為定值電阻(R1>r),R2為電阻箱,R3為光敏電阻,其阻值大小隨所受照射光強(qiáng)度的增大而減小,V為理想電壓表,A為理想電流表,閉合開(kāi)關(guān)后,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 用光照射,電流表示數(shù)變小
B. 用光照射,電壓表示數(shù)變小
C. 將電阻箱阻值變大,電流表示數(shù)變大
D. 將電阻箱阻值變大,電壓表示數(shù)變大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,傾角為α的斜面固定在水平地面上,斜面上有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B,它們用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連接,現(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)水平向右大小為的恒力,使A、B在斜面上都保持靜止,如果斜面和兩個(gè)小球的摩擦均忽略不計(jì),此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 。
A. 彈簧的原長(zhǎng)為
B. 斜面的傾角為α=30°
C. 撤掉恒力F的瞬間小球A的加速度不變
D. 撤掉恒力F的瞬間小球B的加速度為0
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)用量程為1mA、內(nèi)阻為120Ω的表頭按圖(a)所示電路改裝成量程分別為1V和1A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻,S為開(kāi)關(guān)。回答下列問(wèn)題:
(1)根據(jù)圖(a)所示的電路,在圖(b)所示的實(shí)物圖上連線。
(2)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),多用電表用于測(cè)量 (填“電流”、“電壓,或“電阻”);開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),多用電表用于測(cè)量 (填“電流”、“電壓”或“電阻”)。
(3)表筆A應(yīng)為 色(填“紅”或“黑”)。
(4)定值電阻的阻值R1= Ω,R2= Ω。(結(jié)果取3位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置探究“‘鉤碼重力做功’與‘鉤碼和小車(chē)組成的系統(tǒng)的動(dòng)能’之間的關(guān)系”。小車(chē)碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面。
(1)本實(shí)驗(yàn)方案___________(填“需要”或“不需要”)平衡小車(chē)受到的摩擦力;________(填“需要”或“不需要”)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量;
(2)如乙圖是某次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶,紙帶的運(yùn)動(dòng)方向是_____(填“從O到E”或“從E到O”)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可通過(guò)測(cè)量離子飛行時(shí)間得到離子的荷質(zhì)比q/m,如圖1。帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后進(jìn)入長(zhǎng)度為L的真空管AB,可測(cè)得離子飛越AB所用時(shí)間。改進(jìn)以上方法,如圖2,讓離子飛越AB后進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E(方向如圖)的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域BC,在電場(chǎng)的作用下離子返回B端,此時(shí),測(cè)得離子從A出發(fā)后飛行的總時(shí)間
,(不計(jì)離子重力)
(1)忽略離子源中離子的初速度,①用計(jì)算荷質(zhì)比;②用
計(jì)算荷質(zhì)比。
(2)離子源中相同荷質(zhì)比離子的初速度不盡相同,設(shè)兩個(gè)荷質(zhì)比都為q/m的離子在A端的速度分別為和
(
),在改進(jìn)后的方法中,它們飛行的總時(shí)間通常不同,存在時(shí)間差Δt,可通過(guò)調(diào)節(jié)電場(chǎng)E使Δt=0。求此時(shí)E的大小。
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