【題目】如圖所示,在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi),兩個(gè)方向相反且都垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在以直徑A2A4為邊界的兩個(gè)半圓形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4與A1A3的夾角為60°.一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子以某一速度從Ⅰ區(qū)的邊緣點(diǎn)A1處沿與A1A3成30°角的方向射入磁場(chǎng),隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經(jīng)過(guò)圓心O進(jìn)入Ⅱ區(qū),最后再?gòu)?/span>A4處射出磁場(chǎng).已知該粒子從射入到射出磁場(chǎng)所用的時(shí)間為t,求Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。ê雎粤W又亓Γ
【答案】 ;
【解析】
由題意可知粒子在兩磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡,由幾何關(guān)系可知兩圓的半徑,則由洛侖茲力充當(dāng)向心力可列出方程;再根據(jù)在兩磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角可求得在兩磁場(chǎng)中的時(shí)間,則由兩粒子在兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間可列出關(guān)于時(shí)間的表達(dá)式,聯(lián)立可解得磁感應(yīng)強(qiáng)度.
設(shè)粒子的入射速度為v,已知粒子帶正電,故它在磁場(chǎng)中先順時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng),再逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng),最后從A4點(diǎn)射出,用B1、B2、R1、R2、T1、T2分別表示在磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)Ⅱ磁感應(yīng)強(qiáng)度、軌道半徑和周期qvB1=m
qvB2=m
設(shè)圓形區(qū)域的半徑為r,如圖所示,已知帶電粒子過(guò)圓心且垂直A2A4進(jìn)入Ⅱ區(qū)磁場(chǎng),連接A1A2,△A1OA2為等邊三角形,A2為帶電粒子在Ⅱ區(qū)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心,其半徑R1=A1A2=OA2=r
圓心角∠A1A2O=60°,帶電粒子在Ⅰ區(qū)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1= T1
帶電粒子在Ⅱ區(qū)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在OA4的中點(diǎn),即R=r
在Ⅱ區(qū)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2=T2
帶電粒子從射入到射出磁場(chǎng)所用的總時(shí)間t=t1+t2
由以上各式可得B1=
B2=
故I區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度為
;II區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度為.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】將一小球從A點(diǎn)豎直向上拋出上升至最高點(diǎn)B后又返回A點(diǎn),C為AB中點(diǎn),選A點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn),其小球動(dòng)能EK和重力勢(shì)能Ep隨運(yùn)動(dòng)路程S變化的圖象如圖所示,則對(duì)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的判斷正確的是( 。
A. 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力大小恒定B. 上升過(guò)程的時(shí)間比下落過(guò)程的時(shí)間短
C. 上升過(guò)程中機(jī)械能損失了D. 下落經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能小于重力勢(shì)能
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,傾角為θ=30°的斜面C置于水平地面上,小物塊B置于斜面上,通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪(定滑輪通過(guò)豎直桿固定)與物體A相連接,連接B的一段細(xì)繩與斜面平行,此時(shí)B恰好不滑動(dòng),A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài),認(rèn)為最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦,則( )
A. 豎直桿對(duì)滑輪的彈力方向豎直向上
B. 地面對(duì)C的支持力小于B、C重力之和
C. 若A、B質(zhì)量滿(mǎn)足一定關(guān)系時(shí),C將不受地面摩擦力
D. 若剪斷細(xì)繩,B下滑過(guò)程中,要使C不受地面摩擦,則A、B的質(zhì)量應(yīng)相等
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】探究“做功和物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,圖中是小車(chē)在1條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行的情形。小車(chē)實(shí)驗(yàn)中獲得的速度v,由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打點(diǎn)的紙帶測(cè)出,橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W;實(shí)驗(yàn)時(shí),將木板左端調(diào)整到適當(dāng)高度,每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:當(dāng)我們把2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……多次實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)除了圖甲中已給出器材外,需要的器材還有:交流電源、_________________;
(2)如圖乙中,是小車(chē)在某次運(yùn)動(dòng)過(guò)程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一系列的點(diǎn),打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s,則小車(chē)離開(kāi)橡皮筋后的速度為_______m/s(保留兩位有效數(shù)字)
(3)將幾次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小車(chē)所做的功W和小車(chē)離開(kāi)橡皮筋后的速度v,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,以W為縱坐標(biāo),v或v2為橫坐標(biāo)作圖,其中可能符合實(shí)際情況的是___________
A. B. C. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某人在一只靜止的小船上練習(xí)射擊,船、人連同槍?zhuān)ú话ㄗ訌棧┘鞍械目傎|(zhì)量為M,槍內(nèi)有n顆子彈,每顆子彈的質(zhì)量為m,槍口到靶的距離為L(zhǎng),子彈水平射出槍口相對(duì)于地的速度為v0,在發(fā)射后一發(fā)子彈時(shí),前一發(fā)子彈已射入靶中,在射完n顆子彈時(shí),小船后退的距離為( )
A. 0 B. C. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在傾角θ=37°的光滑斜面上質(zhì)量均為m=5kg的A、B兩物體用k=200N/m的輕彈簧相連,初始時(shí)A、B兩物體靜止放在斜面底端的擋板上,F(xiàn)施加一個(gè)沿斜面向上的外力F作用在物體A上,使之能勻加速上升,經(jīng)t=0.4s物體B剛要脫離擋板。已知sin37°=0.6,g=10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是
A. 所施外力F隨時(shí)間均勻增大
B. 物體A運(yùn)動(dòng)的加速度為3m/s2
C. 物體B脫離擋板時(shí)物體A的速度為2m/s
D. 0.4s內(nèi)外力F所做的功為14.625J
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,F(xiàn)有的器材為:帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平,交流電源;卮鹣铝袉(wèn)題。
(1)為完成此實(shí)驗(yàn),除了現(xiàn)有的器材,還需要的器材是___________
(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn),在操作過(guò)程準(zhǔn)確無(wú)誤的情況下,下列說(shuō)法中正確的是___________
A.實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要稱(chēng)出重錘的質(zhì)量
B.實(shí)驗(yàn)中測(cè)得重錘重力勢(shì)能的減少量△Ep略大于它動(dòng)能的增加量△Ek,是因?yàn)樽枇ψ龉υ斐傻?/span>
C如果紙帶上打下的第1、2點(diǎn)模糊不清,則無(wú)論用何種方法處理數(shù)據(jù),該紙帶都不能用于驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
D.處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),可直接利用打下的連續(xù)實(shí)際點(diǎn)跡作為“計(jì)數(shù)點(diǎn)”
(3)若按實(shí)驗(yàn)要求選出合適的紙帶進(jìn)行測(cè)量,量得連續(xù)三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)O的距離如右圖所示(相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s),當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?/span>9.80m/s2,重錘質(zhì)量為0.500kg,那么打下點(diǎn)B時(shí)重錘的速度vB=___________m/s,從O到B的過(guò)程中重力勢(shì)能減少量為△Ep=___________J(計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,固定的斜面放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一個(gè)帶正電的小物體從斜面頂端由靜止開(kāi)始滑到底端,在下滑過(guò)程中,下列圖象最正確的是(t為下滑時(shí)間,x為下滑的位移,Ek為物體動(dòng)能,Ej物體機(jī)械能,ED物體的電勢(shì)能,Q摩擦產(chǎn)生的熱量,取斜面底端重力勢(shì)能為零)( )
A.
B.
C.
D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)的兩光滑水平導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌間所接電阻的阻值為R.質(zhì)量為m的金屬棒ab阻值也為R、金屬棒在大小為F的水平恒力作用下沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始滑動(dòng),其他電阻忽略不計(jì).整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.
(1) 求金屬棒ab速度的最大值vm;
(2) 畫(huà)出電阻R兩端的電壓U與金屬棒速度v的關(guān)系圖象(要求寫(xiě)出作圖依據(jù));
(3) 經(jīng)過(guò)時(shí)間t,金屬棒運(yùn)動(dòng)距離為x,速度為v1,求該過(guò)程金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Q.
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