【題目】如圖所示,在x軸的上方存在垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場,位于x軸下方離子源C發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q的一束負(fù)離子,其初速度大小范圍為0~v0.這束離子經(jīng)電勢差為U=的電場加速后,從小孔O(坐標(biāo)原點(diǎn))垂直x軸并垂直磁場射入磁場區(qū)域,最后打到x軸上.在x軸上2a~3a(a=)區(qū)間水平固定放置一探測板.假設(shè)每秒射入磁場的離子總數(shù)為N0,打到x軸上的離子數(shù)均勻分布(離子重力不計(jì)).
(1)求離子束從小孔O射入磁場后打到x軸的區(qū)間;
(2)調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,可使速度最大的離子恰好打在探測板的右端,求此時的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1;
(3)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B1不變,求每秒打在探測板上的離子數(shù)N;若打在板上的離子80%被板吸收,20%被反向彈回,彈回速度大小為打板前速度大小的0.6倍,求探測板受到的作用力大小.
【答案】(1)[2a,4a] (2) B0 (3) N0 N0mv0
【解析】(1)對于初速度為0的離子,根據(jù)動能定理::qU=mv
在磁場中洛侖茲力提供向心力: ,所以半徑:r1==a
恰好打在x=2a的位置;
對于初速度為v0的離子,qU=mv-m(v0)2
r2==2a,
恰好打在x=4a的位置
故離子束從小孔O射入磁場打在x軸上的區(qū)間為[2a,4a]
(2)由動能定理
qU=mv-m(v0)2
r3=
r3=a
解得B1=B0
(3)對速度為0的離子
qU=mv
r4==a
2r4=1.5a
離子打在x軸上的區(qū)間為[1.5a,3a]
N=N0=N0
對打在x=2a處的離子
qv3B1=
對打在x=3a處的離子
qv4B1=
打到x軸上的離子均勻分布,所以=
由動量定理
-Ft=-0.8Nm+0.2N(-0.6m-m)
解得F=N0mv0。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的力的示意圖。
(1)圖乙中的F與F′兩力中,方向一定沿AO方向的是________。
(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是______(填正確答案標(biāo)號)。
A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.建立物理模型法
(3)某同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出了如圖所示的兩個已知力F1和F2,圖中小正方形的邊長表示2N,兩力的合力用F表示,F1、F2與F的夾角分別為θ1和θ2,關(guān)于F1、F2與F、θ1和θ2關(guān)系正確的有________(填正確答案標(biāo)號)。
A.F1=4 N B.F=12 N C.θ1=45° D.θ1<θ2
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【題目】如圖所示,MN是電場中的一條電場線,一電子從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)速度在不斷地增大,則下列結(jié)論正確的是( )
A. 該電場是勻強(qiáng)電場
B. 該電場線的方向由N指向M
C. 電子在a處的加速度小于在b處的加速度
D. 因?yàn)殡娮訌?/span>a到b的軌跡跟MN重合,所以電場線實(shí)際上就是帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡
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【題目】飛飛同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律如圖1所示,得到一條用打點(diǎn)計(jì)時器打下的紙帶如圖2所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F共6個計(jì)數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)計(jì)時器打下的點(diǎn),本圖中沒有畫出),打點(diǎn)計(jì)時器接的是220V、50Hz的交變電流。他將一把毫米刻度尺放在紙帶上,其零刻度和計(jì)數(shù)點(diǎn)A對齊。
(1)由以上數(shù)據(jù)計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時器在打C點(diǎn)時,小車的瞬時速度vC是________m/s;
(2)該小車運(yùn)動的加速度a為________m/s2;
(3)根據(jù)題意,試判斷小車運(yùn)動的方向__________(填“從A指向F”或“從F指向A”)。
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【題目】下面屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是( )
A. 通電導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場
B. 磁場對感應(yīng)電流發(fā)生作用,阻礙導(dǎo)體運(yùn)動
C. 由于導(dǎo)體自身電流發(fā)生變化,而導(dǎo)體中產(chǎn)生自感電動勢
D. 電荷在磁場中定向移動形成電流
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【題目】物體下降的過程中,下列說法中正確的是
A. 重力做正功,重力勢能減少
B. 重力做正功,重勿勢能增加
C. 重力做負(fù)功,重力勢能增加
D. 重力做負(fù)功, 重力勢能減少
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【題目】為了探究加速度與力的關(guān)系,使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).其中G1、G2為兩個光電門,它們與數(shù)字計(jì)時器相連,當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時,光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄.滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M,擋光片寬度為D,光電門間距離為x,牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘以使氣墊導(dǎo)軌水平,根據(jù)________________可判定調(diào)節(jié)已經(jīng)到位;
(2)若取M=0.4 kg,改變m的值,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),以下m的取值不合適的一個是________.
A.m1=5 g B.m2=15 g
C.m3=40 g D.m4=400 g
(3)在此實(shí)驗(yàn)中,需要測得每一個牽引力對應(yīng)的加速度,其中求得的加速度的表達(dá)式為:________________(用Δt1、Δt2、D、x表示).
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【題目】圖中R為已知電阻,Rx為待測電阻,K1為單刀單擲開關(guān),K2為單刀雙擲開關(guān),V為電壓表(內(nèi)阻極大),E為電源(內(nèi)阻不可忽略).現(xiàn)用圖中電路測量電源電動勢E及電阻Rx.
(1)寫出操作步驟________.
(2)由R及測得的量,可得E=___________,Rx=___________.
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【題目】如圖,三角形AOB為等腰直角三棱鏡的橫截面,以OA、OB為軸建立直角坐標(biāo)系xoy,OA=OB=L,棱鏡的折射率為n=。一束平行于斜邊AB的平行光從OB邊射入。光透過棱鏡只考慮一次內(nèi)部反射。
(i)求距離O點(diǎn)多遠(yuǎn)的入射光剛好從A點(diǎn)射出;
(ii)部分光將會從OA邊以平行于AB邊的方向射出,這部分透射光在垂直于光線方向的寬度。
(已知)
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