【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)邊長(zhǎng)為a的正方形ABCD是磁場(chǎng)的分界線,在正方形的四周及正方形區(qū)域內(nèi)存在方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的與豎直平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),M、N分別是邊AD、BC的中點(diǎn).現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從M點(diǎn)沿MN方向射出,帶電粒子的重力不計(jì).
(1)若在正方形區(qū)域內(nèi)加一與磁場(chǎng)方向垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng),恰使以初速度v0射出的帶電粒子沿MN直線運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),求所加場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.
(2)為使帶電粒子從M點(diǎn)射出后,在正方形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn),則初速度v1應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?
(3)試求帶電粒子從M點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)所用時(shí)間的最小值,并求出此條件下粒子第一次回到M點(diǎn)的時(shí)間.
【答案】(1)Bv0 ,豎直向下;(2);(3) ,;
【解析】(1)由題意可知,電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡,
由平衡條件得:qE=qv0B,解得:E=Bv0,
因帶電粒子帶正電,則電場(chǎng)強(qiáng)度的方向豎直向下;
(2)此時(shí),帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示,根據(jù)幾何關(guān)系得:R2=a2+(R-)2,
解得R=a,
由牛頓第二定律得:qv1B=m ,解得:v1=;
(3)由題意可畫(huà)出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示,可知,帶電粒子在兩磁場(chǎng)中的軌道半徑均為:r=a,
帶電粒子在正方形區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t1=T,
在正方形區(qū)域外的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t2=T,
由牛頓第二定律得:qvB=m()2r,解得: ,
故帶電粒子從M點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)所用時(shí)間的最小值:t=t1+t2=
畫(huà)出帶電粒子從N點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖丙所示,知帶電粒子可以回到M點(diǎn),
由對(duì)稱(chēng)性,回到M點(diǎn)的時(shí)間為:t′=2T=;
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】圖甲是“用伏安法測(cè)量金屬絲電阻率ρ”的實(shí)驗(yàn)電路圖.
(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲直徑d如圖乙所示,可讀出d=________ m.
(2)閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)P的位置,讀出MP的長(zhǎng)度為x時(shí)電壓表和電流表的示數(shù),算出對(duì)應(yīng)的電阻R,利用多組數(shù)據(jù)繪出如圖所示的R-x圖象,可得該圖線的斜率k=________Ω/m.
(3) 利用圖線的斜率k、金屬絲的直徑d,得到金屬絲電阻率ρ的表達(dá)式為________.
(4) 圖中的a導(dǎo)線從電流表的“0.6 A”接線柱改接于電流表的“-”接線柱上,可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)P的位置,讀出多組電壓表和電流表的示數(shù),把實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)繪成如圖所示的U-I圖象,得出電源的電動(dòng)勢(shì)E=________ V;若R0=2.0 Ω,則電源的內(nèi)阻r=______Ω.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一鐵球懸掛在OB繩的下端,輕繩OA、OB、OC的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OA懸掛在天花板上的A點(diǎn),輕繩OC拴接在輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)上。第一次,保持結(jié)點(diǎn)O位置不變,某人拉著輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)從豎直位置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置,如圖甲所示,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)記為F1。第二次,保持輕繩OC垂直于OA,緩慢釋放輕繩,使輕繩OA轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置,如圖乙所示,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)記為F2。則( )
A. F1恒定不變,F2逐漸增大
B. F1、F2均逐漸增大
C. F1先減小后增大,F2逐漸減小
D. F1逐漸增大,F2先減小后增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r.兩電壓表可看作是理想電表,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片由左端向右端滑動(dòng)時(shí)(設(shè)燈絲電阻不變),下列說(shuō)法正確的是:
A. 小燈泡L2變暗,V1表的示數(shù)變小,V2表的示數(shù)變大
B. 小燈泡L2變亮,V1表的示數(shù)變大,V2表的示數(shù)變小
C. 小燈泡L1變亮,V1表的示數(shù)變大,V2表的示數(shù)變小
D. 小燈泡L1變暗,V1表的示數(shù)變小,V2表的示數(shù)變大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是________.(填選項(xiàng)前的字母)
A.分子間距離為r0時(shí),分子間不存在引力和斥力
B.水面上的單分子油膜,在測(cè)量油膜分子直徑d大小時(shí)可把它們當(dāng)做球形處理
C.食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布,具有空間上的周期性
D.猛推木質(zhì)推桿,密閉的氣體溫度升高,壓強(qiáng)變大,氣體對(duì)外界做正功
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】京滬高鐵恢復(fù)350km/h的時(shí)速,由“復(fù)興號(hào)”承擔(dān)運(yùn)營(yíng)。“復(fù)興號(hào)”列車(chē)使用的動(dòng)車(chē)組是幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)廂(動(dòng)車(chē))加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)廂(也叫拖車(chē))編成一組。假設(shè)動(dòng)車(chē)組運(yùn)行過(guò)程中受到的阻力與其所受重力成正比,每節(jié)動(dòng)車(chē)與拖車(chē)的質(zhì)量都相等,每節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率都相等。若2節(jié)動(dòng)車(chē)加6節(jié)拖車(chē)編成 的動(dòng)車(chē)組的最大速度為120km/h,則4節(jié)動(dòng)車(chē)加2節(jié)拖車(chē)編成的動(dòng)車(chē)組能達(dá)到的最大速度為
A. 120km/h B. 240km/h C. 320km/h D. 480km/h
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量,技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的長(zhǎng)方體流量計(jì)。該裝置由絕緣材料制成,其長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c,左右兩端開(kāi)口。在垂直于上下底面方向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng),前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極。污水充滿(mǎn)管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí),接在M、N兩端間的電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U。若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積),下列說(shuō)法中正確的是
A. M端的電勢(shì)比N端的高
B. 電壓表的示數(shù)U與a和b均成正比,與c無(wú)關(guān)
C. 電壓表的示數(shù)U與污水的流量Q成正比
D. 若污水中正負(fù)離子數(shù)相同,則電壓表的示數(shù)為0
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】圖甲中a、b間的輸入電壓是正弦式交流電,其圖象如圖乙所示.圖甲中兩燈泡額定電壓相等,變壓器為理想變壓器,電流表和電壓表均為理想交流電表.現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān),兩燈泡均正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為1A,電壓表示數(shù)為22V,則由此可知
A. 副線圈交變電流的頻率為2πHz B. 變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1
C. 原線圈電流為A D. 燈泡L2的額定功率是L1的9倍
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,帶電平行金屬板A、B,板間的電勢(shì)差大小為U,A板帶正電,B板中央有一小孔.一帶正電的微粒,帶電荷量為q,質(zhì)量為m,自孔的正上方距板高h處自由落下,若微粒恰能落至A、B板的正中央C點(diǎn),則
A. 微粒下落過(guò)程中重力做功為,電場(chǎng)力做功為
B. 微粒落入電場(chǎng)中,電勢(shì)能逐漸增大,其增加量為
C. 若微粒從距B板高2h處自由下落,則恰好能達(dá)到A板
D. 微粒在下落過(guò)程中動(dòng)能逐漸增加,重力勢(shì)能逐漸減小
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