【題目】如圖所示,圖面內(nèi)有豎直線DD′,過DD′且垂直于圖面的平面將空間分成Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域。區(qū)域Ⅰ有方向豎直向上的勻強電場和方向垂直于圖面的勻強磁場B(圖中未畫出);區(qū)域Ⅱ有固定在水平地面上高h=2l、傾角α 的光滑絕緣斜面,斜面頂端與直線DD′距離s=4l,區(qū)域Ⅱ可加豎直方向的大小不同的勻強電場(圖中未畫出);C點在DD′上,距地面高H=3l。零時刻,質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球PK點具有大小 、方向與水平面夾角θ 的速度,在區(qū)域Ⅰ內(nèi)做半徑的勻速圓周運動,經(jīng)C點水平進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ。某時刻,不帶電的絕緣小球A由斜面頂端靜止釋放,在某處與剛運動到斜面的小球P相遇。小球視為質(zhì)點,不計空氣阻力及小球P所帶電量對空間電磁場的影響。l已知,g為重力加速度。

(1)求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大。

(2)若小球A、P在斜面底端相遇,求釋放小球A的時刻tA

(3)若小球A、P在時刻t=β為常數(shù))相遇于斜面某處,求此情況下區(qū)域Ⅱ的勻強電場的場強E,并討論場強E的極大值和極小值及相應(yīng)的方向。

【答案】(1) (2) (3)0, 豎直向上

【解析】

試題(1)由題知,小球P在區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運動,有

代入數(shù)據(jù)解得

2)小球P在區(qū)域做勻速圓周運動轉(zhuǎn)過的圓心角為θ,運動到C點的時刻為tC,到達(dá)斜面低端時刻為t1,有

小球A釋放后沿斜面運動加速度為aA,與小球P在時刻t1相遇于斜面底端,有

聯(lián)立以上方程可得

3)設(shè)所求電場方向向下,在t'A時刻釋放小球A,小球P在區(qū)域運動加速度為aP,有

聯(lián)立相關(guān)方程解得

對小球P的所有運動情形討論可得

由此可得場強極小值為;場強極大值為,方向豎直向上。

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】一個小車M上裝有一個滴墨水的容器,每分鐘滴出120滴墨水。重物N通過滑輪用繩拉動小車做勻加速運動,小車經(jīng)過處,在桌面上留下一系列墨滴,如圖所示,測出ab = 0.11 m,bc =0.14 m,cd = 0.17 m。求小車在b點、c點處的速度以及小車運動的加速度分別是___m/s、_____m/s、_____m/s2(第一空保留兩位小數(shù),其余保留一位小數(shù))

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律.實驗所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6 V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始落下,重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點,對紙帶上的點跡進(jìn)行測量,即可驗證機(jī)械能守恒定律,已知重力加速度為g.

(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:

A.按照圖示的裝置安裝器件;

B.將打點計時器接到電源的直流輸出端上;

C.用天平測量出重錘的質(zhì)量;

D.先釋放懸掛紙帶的夾子,然后接通電源開關(guān)打出一條紙帶;

E.測量打出的紙帶上某些點之間的距離;

F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能在誤差范圍內(nèi)是否等于增加的動能.

其中沒有必要或操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是________(填寫選項對應(yīng)的字母).

(2)如圖所示是實驗中得到一條紙帶,將起始點記為O,并在離O點較遠(yuǎn)的任意點依次選取6個連續(xù)的點,分別記為A、B、C、D、EF,量出各點與O點的距離分別為h1h2、h3、h4、h5、h6,使用交流電的周期為T,設(shè)重錘質(zhì)量為m,則在打E點時重錘的動能為________,在打O點和E點這段時間內(nèi)的重力勢能的減少量為________

(3)在本實驗中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢能總是______(填大于小于)重錘增加的動能,主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用,為了測定阻力大小,可算出(2)問中紙帶各點對應(yīng)的速度,分別記為v1v6, 并作vn2hn圖象,如圖所示,直線斜率為k,則可測出阻力大小為________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某水電站的配電設(shè)施,該電站發(fā)電機(jī)組的輸出電壓為500V,輸出電功率為50kW,如果用總電阻為16Ω的輸電線向遠(yuǎn)處用戶送電,要求輸電線上損失的電功率是發(fā)電機(jī)組輸出功率的3.2%,該電站安裝了一臺升壓變壓器,到達(dá)用戶前再用降壓變壓器變?yōu)?/span>220V供用戶使用,不考慮變壓器的能量損失.求:

(1)畫出此輸電線路的示意圖.

(2)用戶得到的電功率是多少.

(3)在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)做驗證機(jī)械能守恒定律實驗時,不慎將一條挑選出的紙帶一部分損壞,損壞的是前端部分。剩下的一段紙帶上各相鄰點間的距離已測出標(biāo)在圖中,單位是cm。已知打點計時器工作頻率為50Hz,重物的質(zhì)量為1kg,重力加速度g98m/s2。

1)重物在點2的速度v2________ m/s,在點5的速度v5________ m/s,此過程中動能的增加量________J,重力勢能的減少量________J。(此小題的結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

2)比較得____(選填”“,原因是______________。由以上可得出實驗結(jié)論____________。

3)根據(jù)實驗判斷下列圖象正確的是(其中表示物體動能的變化,表示物體下落的高度)( )

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組用三只相同的小燈泡連接成如圖所示的電路,研究串并聯(lián)電路的特點.實驗中觀察到的現(xiàn)象是( )

A.K2斷開,K1與a連接,三只燈泡都熄滅

B.K2斷開,K1與b連接,三只燈泡亮度相同

C.K2閉合,K1與a連接,三只燈泡都發(fā)光,L1、L2亮度相同

D.K2閉合,K1與b連接,三只燈泡都發(fā)光,L3的亮度小于L2的亮度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在左邊的絕緣支架上插上頂針(其上端是尖的),在頂針上裝上金屬風(fēng)針。如給風(fēng)針附近的圓形金屬板上接上正高壓極,風(fēng)針就會旋轉(zhuǎn)起來,下列敘述中錯誤的是

A. 風(fēng)針尖端附近的等勢面和電場線分布較密

B. 風(fēng)針附近的空氣可能發(fā)生電離

C. 風(fēng)針上的電荷會從尖端處失掉

D. 交換金屬板與風(fēng)針?biāo)鶐щ姾呻娦裕L(fēng)針的旋轉(zhuǎn)方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電阻R1=3Ω,R2=6Ω,線圈的直流電阻不計。電源電動勢E=5 V,內(nèi)阻r=1Ω,開始時開關(guān)S閉合。則(

A. 斷開S前,電容器帶電荷量為零

B. 斷開S的瞬間,電容器a板上帶正電

C. 斷開S前,電容器電壓為

D. 斷開S的瞬間,電容器b板上帶正電

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】已知某質(zhì)點沿x軸做直線運動的坐標(biāo)隨時間變化的關(guān)系為,其中x的單位為m,時間t 的單位為s,則下列說法正確的是(

A. n=1,則物體做勻速直線運動,速度大小為2m/s

B. n=2,則物體做勻變速直線運動,初速度大小為5m/s,加速度大小為4m/s2

C. n=3,則物體做加速度越來越大的加速直線運動

D. n=3,則物體做加速度越來越小的加速直線運動

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