【題目】如圖，在xOy坐標(biāo)平面第一象限內(nèi)的范圍中，存在以為上邊界的沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E1=2.0×102N/C.在直線MN(方程為y=1m)的上方存在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.在x=-1m處有一與y軸平行的接收板PQ，板兩端分別位于MN直線和x軸上;在第二象限，MN和PQ圍成的區(qū)域內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E2.現(xiàn)有大量帶正電的粒子從x軸上0<x<lm的范圍內(nèi)同時由靜止釋放，粒子的比荷均為,不計粒子的重力及其相互作用.

(1)求在x=0.5m處釋放的粒子射出電場E1時的速度大�。�

(2)若進(jìn)入磁場的所有帶電粒子均從MN上同一點(diǎn)離開磁場，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

(3)若在第(2)問情況下所有帶電粒子均被PQ板接收，求電場強(qiáng)度E2的最小值和在E2最小的情況下最先打在接收板上的粒子運(yùn)動的總時間.(可用分?jǐn)?shù)表示)

【答案】(1) 4×103m/s (2) B=0.1T (3)

【解析】(1)由題意得，于x處釋放的粒子在電場中加速的位移為y，且滿足y=x2①

設(shè)射出電場E1時的速度大小為v，由動能定理可得②

由①②式可得：③

代入x=0.5m可得：v0.5=4×103m/s

(2)粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)半徑為r，由牛頓第二定律可得：

④

由③④式解得：⑤

由⑤式可得，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定時，軌道半徑r與x成正比，當(dāng)x趨近于零時時，粒子做圓周運(yùn)動的軌道半徑趨近于零，即所有粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后都從C點(diǎn)射出磁場,且有

2r=x⑥

由⑤⑥式可得B=0.1T

(3)粒子從C點(diǎn)沿y軸負(fù)方向進(jìn)入電場強(qiáng)度大小為E2的范圍后，都在電場力作用下做類平拋運(yùn)動，若所有帶電粒子均被PQ板接收，則從x=1m處出發(fā)的粒子剛好運(yùn)動到Q點(diǎn)，對應(yīng)電場強(qiáng)度E2的最小值E2min，設(shè)該粒子在場強(qiáng)大小為E2min的電場中運(yùn)動的初速度為v1，時間為t3，加速度為a2，有：y=v1t3⑦

⑧

⑨

將y=1m，x=1m代入③⑦⑧⑨兩式可得E2min=8.0×102 N/C

由題意得，在E2最小的情況下最先打在接收板上的粒子為從x=1m處出發(fā)的粒子，設(shè)該粒子在場強(qiáng)大小為E1的電場中運(yùn)動的時間為t1，在磁場中運(yùn)動的時間為t2，則有： ⑩

在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)過θ=π的圓心角，有πr=v1t2 ⑾

故該粒子所經(jīng)歷的總時間t=t1+t2+t3 ⑿

可得：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，存在垂直圓面的勻強(qiáng)磁場。圓邊上的P處有一粒子源，不斷沿垂直于磁場的各個方向，向磁場區(qū)發(fā)射速率均為v0的同種粒子，如圖所示�，F(xiàn)測得：當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1時，粒子均從由P點(diǎn)開始弧長為πR的圓周范圍內(nèi)射出磁場；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2時，粒子則都從由P點(diǎn)開始弧長為πR的圓周范圍內(nèi)射出磁場。不計粒子的重力，則(　　)

A. 前、后兩次粒子運(yùn)動的軌跡半徑比為r1∶r2＝∶

B. 前、后兩次粒子運(yùn)動的軌跡半徑比為r1∶r2＝2∶3

C. 前、后兩次磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比為B1∶B2＝∶

D. 前、后兩次磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比為B1∶B2＝∶

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(12分)某品牌電飯鍋采用純電阻電熱絲加熱,有“煮飯”和“保溫”兩種工作模式,在220V電壓下額定功率分別為600W和80W．物理興趣小組的同學(xué)們想通過實(shí)驗(yàn)測定該電飯鍋電熱絲的電阻．

現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材：干電池兩節(jié)，滑動變阻器R1（最大阻值20Ω），電阻箱R（精度0.1Ω）電壓表V（量程3V，內(nèi)阻很大），電流表A（量程6mA，內(nèi)阻r = 35.0Ω），開關(guān)及導(dǎo)線若干．

①同學(xué)們利用多用表進(jìn)行初步測量和估算發(fā)現(xiàn)，電飯鍋處于不同工作模式時，實(shí)驗(yàn)電流差異較大．為了能順利完成實(shí)驗(yàn)，他們打算將電流表的測量范圍擴(kuò)大到48 mA，則應(yīng)該將電阻箱調(diào)節(jié)至R = ______Ω并與電流表并聯(lián)．

②同學(xué)們設(shè)計并連接了圖2所示的電路圖,接通電源前應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于____（填“a”或“b”）端．

③將電飯鍋調(diào)至“煮飯”模式，_______（填“閉合”或“斷開”）開關(guān)K2，再閉合開關(guān)K1，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值，發(fā)現(xiàn)兩表示數(shù)均有示數(shù)，但都不能調(diào)到零．如果該故障是由圖中標(biāo)號“1”到“6”中的一根導(dǎo)線斷路引起，則斷路的導(dǎo)線是_______．排除故障后，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值，記下各電表六組讀數(shù)后斷開開關(guān)K1．然后將電飯鍋調(diào)至“保溫”模式，改變K2狀態(tài)，再閉合開關(guān)K1，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值，記下各電表六組讀數(shù)后斷開開關(guān)K1．

④直接將兩組實(shí)驗(yàn)讀到的數(shù)據(jù)繪制成如圖3所示的圖象．由圖可知，該實(shí)驗(yàn)中電飯鍋處于“煮飯”模式時測得的阻值為________Ω．（保留兩位有效數(shù)字）

⑤同學(xué)們計算發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)記錄與處理均正確無誤，但實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果比電飯鍋正常工作時的阻值小很多，請指出造成該差異的主要原因：________________________________________________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量M＝2kg的半圓形槽物體A放在光滑水平地面上，槽內(nèi)表面光滑，其半徑r=0.6m。現(xiàn)有一個質(zhì)量m=1kg的小物塊B在物體A的槽右端口獲得瞬時豎直向下的沖量I＝2N·S，此后物體A和物塊B相互作用，使物體A在地面上運(yùn)動，則

A. 在A、B間存在相互作用的過程中，物體A和物塊B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B. 在A、B間存在相互作用的過程中，物體A和物塊B組成的系統(tǒng)動量守恒

C. 物塊B從槽口右端運(yùn)動到左端時，物體A向右運(yùn)動的位移是0.4m

D. 物塊B最終可從槽口左端豎直沖出，到達(dá)的最高點(diǎn)距槽口的高度為0.2m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系。一同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。(滑輪質(zhì)量不計)

（1）實(shí)驗(yàn)時，一定要進(jìn)行的操作或保證的條件是________。

A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量

B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力

C．小車靠近打點(diǎn)計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計的示數(shù)

D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶

E．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶(相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有兩個點(diǎn)沒有畫出)。已知打點(diǎn)計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

（3）以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a－F圖象是一條直線，圖線與橫軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為________。

A．2tan θ B． C．k D．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一個小型發(fā)電機(jī)的示意圖，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中繞與磁感線垂直的固定軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n＝200，發(fā)電機(jī)輸出端接有純電阻用電器，其阻值恒為R＝4Ω，電路中其他部分電阻不計，已知線圈勻速轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律φ＝0.01sin2t（Wb），取2＝10，下列說法正確的是

A. t＝0時，穿過回路的磁通量最大

B. t＝10s時，回路中的電流改變方向

C. t＝2.5s時，回路中的瞬時電流最大

D. 從t＝0到t＝10s時間內(nèi)，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為500J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面上放置著一個右側(cè)帶有半圓形光滑軌道的木板，木板與軌道在B點(diǎn)相切，圓弧的直徑DB與木板的上表面AB垂直，圓弧上的C點(diǎn)與圓心O等高，圓弧半經(jīng)R＝0.4m，木板與圓弧軌道的總質(zhì)量M＝2kg，木板長度L＝3.6m。某時刻—個質(zhì)量m＝1kg可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊以v0＝10m/s的速度從A點(diǎn)滑上木板，已知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)＝0.5，重力加速度g＝10m/s2。

（1）如果木板固定，分析滑塊能否從D點(diǎn)水平拋出；如果能，計算落點(diǎn)與D點(diǎn)間的水平距離，如果不能，計算滑塊最終停下來的位置（可保沼根式）；

（2）如果滑塊滑上木板的瞬間，木板以v＝2.5m/s的速度向右運(yùn)動，求滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時的速度大小vB；

（3）在（2）情況下，某同學(xué)繼續(xù)求解滑塊經(jīng)過圓弧軌道B點(diǎn)時受到的彈力大小，過程如下：由牛頓第二定律得，解得，試判斷上述過程是否正確，不需要書寫分析過程，

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】汽車在平直公路上行駛，某人從車窗相對于車靜止釋放一個小球，用固定在路邊的照相機(jī)進(jìn)行閃光照相兩次，得到如下信息：①兩次閃光的時間間隔為0.5s；②第一次閃光時，小球剛釋放，第二次閃光時，小球剛落地；③兩次閃光的時間間隔內(nèi)，汽車前進(jìn)了5m、小球的位移為5m。重力加速度取10m/s2，空氣阻力不計，根據(jù)以上信息能確定的是

A. 汽車做勻速直線運(yùn)動

B. 小球釋放點(diǎn)離地的高度

C. 第二次閃光時汽車的速度

D. 兩次閃光的時間間隔內(nèi)汽車的平均速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】實(shí)驗(yàn)室有一捆長度約為230m的鋁導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測定其準(zhǔn)確長度。該同學(xué)首選螺旋測微器得導(dǎo)線的直徑如圖甲所示，查得鋁的電阻率為，再利用圖乙所示電路測出鋁導(dǎo)線的電阻Rx，從而測定導(dǎo)線的實(shí)際長度。

實(shí)驗(yàn)可供使用的器材有：

A．電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω；

B．電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ；

C．滑動變阻器R1：最大阻值5Ω；

D．滑動變阻器R2：最大阻值20Ω；

E．定值電阻：R0=3Ω；

F．電源：電動勢6V，內(nèi)阻可不計；

G．開關(guān)導(dǎo)線若干．

請回答下列問題：

（1）圖中鋁導(dǎo)線的直徑D=_____mm；

（2）實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)選_________（填“R1”或“R2”）

（3）在實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接______________。

（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時，電壓表示數(shù)如圖并所示，由此可得鋁導(dǎo)線的電阻Rx=_________Ω。（保留三位有效數(shù)字）

（5）導(dǎo)線實(shí)際長度為_________m。（保留三位有效數(shù)字）

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