【題目】如圖,空間區(qū)域Ⅰ、Ⅱ有勻強電場和勻強磁場,MN、PQ為理想邊界,Ⅰ區(qū)域高度為d,Ⅱ區(qū)域的高度足夠大勻強電場方向豎直向上;Ⅰ、Ⅱ區(qū)域的磁感應強度大小均為B,方向分別垂直紙面向里和向外一個質(zhì)量為m,電量為q的帶電小球從磁場上方的O點由靜止開始下落,進入場區(qū)后,恰能做勻速圓周運動已知重力加速度為g.
(1)試判斷小球的電性并求出電場強度E的大;
(2)若帶電小球能進入?yún)^(qū)域Ⅱ,則h應滿足什么條件?
(3)若帶電小球運動一定時間后恰能回到O點,求它釋放時距MN的高度h.
【答案】正電,;;.
【解析】
(1)根據(jù)小球所受電場力的方向與場強方向的關系判斷小球電性,根據(jù)電場力與重力的關系求出電場強度大。
(2)由機械能守恒定律求出小球進入磁場時的速度,小球在磁場中做勻速圓周運動,作出小球的運動軌跡,由幾何知識求出軌道半徑,應用牛頓第二定律分析答題.
(3)由機械能守恒定律、牛頓第二定律與幾何知識求出h.
(1)帶電小球進入復合場后,恰能做勻速圓周運動,合力為洛倫茲力,重力與電場力平衡,重力豎直向下,電場力豎直向上,即小球帶正電
由
解得:
(2)假設下落高度為時,帶電小球在Ⅰ區(qū)域作圓周運動的圓弧與PQ相切時,運動軌跡如答圖所示
由幾何知識可知,小球的軌道半徑:
帶電小球在進入磁場前做自由落體運動,由機械能守恒定律得:
帶電小球在磁場中作勻速圓周運動,設半徑為R,由牛頓第二定律得:
解得:,
則當時,即帶電小球能進入Ⅱ區(qū)域;
(3)由于帶電小球在Ⅰ、Ⅱ兩個區(qū)域運動過程中q、v、B、m的大小不變,故三段圓周運動的半徑相同,以三個圓心為頂點的三角形為等邊三角形,邊長為2R,內(nèi)角為,如答圖所示由幾何關系知:
聯(lián)立解得得:;
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【題目】如圖,一束帶電粒子以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強磁場(磁感應強度為)和勻強電場(電場強度為)組成的速度選擇器,然后粒子通過平板上的狹縫進入另一勻強磁場(磁感應強度為),最終打在上,下列表述正確的是( )
A. 粒子帶負電
B. 能通過狹縫的帶電粒子的速率等于
C. 所有打在上的粒子,在磁感應強度為的磁場中的運動時間都相同
D. 粒子打在上的位置越靠近,粒子的比荷越大
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【題目】如圖所示,理想變壓器原線圈兩端A、B接在電動勢E=8V、內(nèi)阻r=2Ω的交流電源上,理想變壓器的副線圈兩端與滑動變阻器R相連,滑動變阻器阻值可在0~10Ω范圍內(nèi)變化,變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2 ,下列說法正確的是
A. 副線圈兩端輸出電壓U2=16V
B. 副線圈中的電流I2=2A
C. 當電源輸出功率最大時,滑動變阻器接入電路中的阻值R=8Ω
D. 當電源輸出功率最大時,滑動變阻器接入電路中的阻值R=4Ω
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【題目】關于安培分子電流假說的說法正確的是
A. 安培觀察到物質(zhì)內(nèi)部有分子電流存在就提出了假說
B. 為了解釋磁鐵產(chǎn)生磁場的原因,安培提出了假說
C. 事實上物體內(nèi)部都存在類似的分子電流
D. 據(jù)后來科學家研究,原子內(nèi)電子繞核旋轉(zhuǎn)形成環(huán)形電流與安培分子電流假說相符
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【題目】如圖所示為多用電表的刻度盤.若選用倍率為“×100”的歐姆擋測電阻時,表針指示如圖所示,則:
(1)所測電阻的阻值為________Ω;如果要用此多用電表測量一個阻值約為2.0×104Ω的電阻,為了使測量結(jié)果比較精確,應選用的歐姆擋是________(選填“×10”、“×100”或“×1k”).
(2)用此多用電表進行測量,當選用量程為50mA的直流電流擋測量電流時,表針指于圖示位置,則所測電流為________mA。當選用量程為250mA的直流電流擋測量電流時,表針指于圖示位置,則所測電流為________mA。
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【題目】如圖所示傳送帶與水平面的夾角,皮帶在電動機的帶動下,始終保持一定的速度運行,F(xiàn)把一質(zhì)量為的小物塊,從皮帶的底端A點以初速度滑上傳送帶,滑塊在傳送帶上運動的圖象如圖所示規(guī)定向上為正,下列判斷正確的有
A. 傳送帶以的速度順時針轉(zhuǎn)動
B. 沿傳送帶向下運動的過程中小物塊機械能先增加后減少
C. 小物塊在時刻又回到A點
D. 小物塊上升過程中與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為108J
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【題目】如圖,地面上固定有一半徑為R的半圓形凹槽,O為圓心,AB為水平直徑,F(xiàn)將小球(可視為質(zhì)點)從A處以初速度v1水平拋出后恰好落到D點;若將該小球從A處以初速度v2水平拋出后恰好落到C點,C、D兩點等高,OC與水平方向的夾角θ=60°,不計空氣阻力,則下列說法正確的是( )
A. v1:v2=1:3
B. 小球從開始運動到落到凹槽上,速度的變化量兩次相同
C. 小球從開始運動到落到凹槽上,前后兩次的平均速度之比為1:2
D. 小球落在凹槽上時,重力的瞬時功率兩次不同
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【題目】如圖所示,虛線圓所圍的區(qū)域內(nèi)有磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場和另一未知勻強電場(未畫),一電子從A點沿直徑AO方向以速度v射入該區(qū)域。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計電子所受的重力。
(1)若電子做直線運動,求勻強電場的電場強度E的大小和方向;
(2)若撤掉電場,其它條件不變,電子束經(jīng)過磁場區(qū)域后其運動方向與原入射方向的夾角為θ,求圓形磁場區(qū)域的半徑r和電子在磁場中運動的時間t。
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【題目】如圖所示,橫截面積S=100cm2的容器內(nèi),有一個用彈簧和底面相連的活塞,活塞的氣密性良好,當容器內(nèi)氣體的溫度T1=300K時,容器內(nèi)外的壓強均為p0=1.0×105Pa,活塞和底面相距L1=10cm,彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m;在活塞上放物體甲后,活塞最終下降d=2cm后保持靜止,容器內(nèi)氣體的溫度仍為T1=300K;钊|(zhì)量及活塞與容器壁間的摩擦均不計,取g=10m/s2。
(1)求物體甲的質(zhì)量m1;
(2)在活塞上再放上物體乙,若把容器內(nèi)氣體加熱到T2=330K,系統(tǒng)平衡后,活塞保持放上物體甲平衡后的位置不變,求物體乙的質(zhì)量m2。
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