【題目】如圖,為一除塵裝置的截面圖,塑料平板M.N的長(zhǎng)度及它們間距離均為d.大量均勻分布的帶電塵埃以相同的速度vo進(jìn)入兩板間,速度方向與板平行,每顆塵埃的質(zhì)量均為m,帶電量均為-q.當(dāng)兩板間同時(shí)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和垂直板向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),塵埃恰好勻速穿過(guò)兩板間;若撤去板間電場(chǎng),并保持板間磁場(chǎng)不變,塵埃恰好全部被平板吸附,即除塵效率為100%;若撤去兩板間電場(chǎng)和磁場(chǎng),建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xoy,y軸垂直于板并緊靠板右端,x軸與兩板中軸線(xiàn)共線(xiàn),要把塵埃全部收集到位于P(2d,-1.5d)處的條狀容器中,需在y軸右側(cè)加一垂直于紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域.塵埃顆粒重力、顆粒間作用及對(duì)板間電場(chǎng)磁場(chǎng)的影響均不計(jì),求:
(1)兩板間磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi的大。
(2)若撤去板間磁場(chǎng),保持板間勻強(qiáng)電場(chǎng)不變,除塵效率為多少;
(3)y軸右側(cè)所加圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小的取值范圍.
【答案】(1);(2)除塵效率為;(3)
【解析】
(1)沿N極板射入的塵埃恰好不從極板射出時(shí)塵埃的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,
由幾何知識(shí)可知,塵埃在磁場(chǎng)中的半徑:r=d,
塵埃在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,
由牛頓第二定律得:,解得:;
(2)電場(chǎng)、磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí),塵埃勻速直線(xiàn),滿(mǎn)足:,
撤去磁場(chǎng)以后粒子在電場(chǎng)作用下平拋,假設(shè)距離N極板y的粒子恰好離開(kāi)電場(chǎng):
水平方向:
豎直方向:
加速度:
解得:
當(dāng)時(shí),時(shí)間更長(zhǎng),水平位移,即0.5d到d這段距離的粒子會(huì)射出電場(chǎng),則從平行金屬板出射的塵埃占總數(shù)的百分比:;
(3)設(shè)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為R0,塵埃顆粒在圓形磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2,要把塵埃全部收集到位于P處的條狀容器中,就必須滿(mǎn)足
另
如圖,當(dāng)圓形磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)P點(diǎn)且與M板的延長(zhǎng)線(xiàn)相切時(shí),圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑R0最小,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最大,有
解得:
如圖,當(dāng)圓形磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)P點(diǎn)且與y軸在M板的右端相切時(shí),圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑R0最大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最小,有
解得:
所以圓形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小須滿(mǎn)足的條件為
.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】美國(guó)火星探測(cè)器“洞察”號(hào)于2018年11月27日成功登陸火星,已知火星與地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑之比為3︰2,火星與地球的質(zhì)量之比為1︰10,火星與地球的半徑之比為1︰2,則
A. 火星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期小于1年
B. “洞察”號(hào)減速下降登陸火星的過(guò)程中處于失重狀態(tài)
C. 火星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的向心加速度比地球小
D. 地球和太陽(yáng)的連線(xiàn)與火星和太陽(yáng)的連線(xiàn)在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于向心加速度,下列說(shuō)法正確的是( )
A.由知,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度恒定
B.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,加速度時(shí)刻指向圓心
C.向心加速度越大,物體速率變化越快
D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)不屬于勻速運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)周期為0.02s的計(jì)時(shí)器記錄小車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖所示,在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5共6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺,零刻度線(xiàn)跟“0”計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊。由圖可以讀出三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3、5跟0點(diǎn)的距離d1、d2、d3.
(1)讀出距離:d1=1.20cm,d2=_________cm,d3=_________cm;
(2)計(jì)算小車(chē)通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時(shí)速度v2=_________m/s;(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)小車(chē)的加速度大小a=_________m/s2 。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,某同學(xué)站在體重計(jì)上觀察超重與失重現(xiàn)象。由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱(chēng)為“下蹲”過(guò)程;由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱(chēng)為“起立”過(guò)程。他穩(wěn)定站立時(shí),體重計(jì)的示數(shù)為500N,關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.“起立”過(guò)程是超重現(xiàn)象,“下蹲”過(guò)程是失重現(xiàn)象
B.“起立”和“下蹲”過(guò)程都有超重和失重現(xiàn)象出現(xiàn)
C.圖記錄的是他先“下蹲”穩(wěn)定后又“起立”的過(guò)程
D.“下蹲”過(guò)程先出現(xiàn)失重現(xiàn)象,“起立”過(guò)程先出現(xiàn)超重現(xiàn)象
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在用斜槽軌道做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過(guò)描點(diǎn)法畫(huà)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,為了能較準(zhǔn)確地描出運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出了一些操作要求,不正確的是________
A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B.每次釋放小球的位置可以不同
C.每次必須由靜止釋放小球
D.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一個(gè)帶正電荷的物塊m由靜止開(kāi)始從斜面上A點(diǎn)下滑,滑到水平面上的D點(diǎn)停下來(lái),已知物塊與斜面及水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,且不計(jì)物塊經(jīng)過(guò)B處時(shí)的機(jī)械能損失.現(xiàn)在所在空間加豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),第二次讓物塊m從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,結(jié)果物塊在水平面上的點(diǎn)停下來(lái).后又撤去電場(chǎng),在所在空間加水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),再次讓物塊m從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,結(jié)果物塊沿斜面滑下并在水平面上的點(diǎn)停下來(lái),則以下說(shuō)法中正確的是( 。
A.點(diǎn)一定在D點(diǎn)左側(cè)B.點(diǎn)一定與D點(diǎn)重合
C.點(diǎn)一定在D點(diǎn)右側(cè)D.點(diǎn)一定與D點(diǎn)重合
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,水平轉(zhuǎn)臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為m的物塊,用長(zhǎng)為l的輕質(zhì)細(xì)繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上,細(xì)繩與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角θ=30°,此時(shí)細(xì)繩伸直但無(wú)張力,物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開(kāi)始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω,重力加速度為g,則( )
A. 當(dāng)ω=時(shí),細(xì)繩的拉力為0
B. 當(dāng)ω=時(shí),物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的摩擦力為0
C. 當(dāng)ω= 時(shí),細(xì)繩的拉力大小為 mg
D. 當(dāng)ω= 時(shí),細(xì)繩的拉力大小為mg
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,長(zhǎng)為L的通電指導(dǎo)體棒放在光滑水平絕緣軌道上,勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧一端固定,另一端拴在棒的中點(diǎn),且與棒垂直,整個(gè)裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,彈簧伸長(zhǎng)x,棒處于靜止?fàn)顟B(tài).則:( )
A.導(dǎo)體棒中的電流方向從b流向a
B.導(dǎo)體棒中的電流大小為
C.若只將磁場(chǎng)方向緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一小角度,x變大
D.若只將磁場(chǎng)方向緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一小角度,x變大
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