【題目】如圖(a)所示，整個(gè)空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場（平行于紙面），在同一水平線上的兩位置，以相同速率同時(shí)噴出質(zhì)量均為m的油滴a和b，帶電量為+q的a水平向右，不帶電的b豎直向上。b上升高度為h時(shí)，到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)a恰好與它相碰，瞬間結(jié)合成油滴p。忽略空氣阻力，重力加速度為g。求

(1)油滴b豎直上升的時(shí)間及兩油滴噴出位置的距離；

(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)及油滴a、b結(jié)合為p后瞬間的速度；

(3)若油滴p形成時(shí)恰位于某矩形區(qū)域邊界，取此時(shí)為時(shí)刻，同時(shí)在該矩形區(qū)域加一個(gè)垂直于紙面的周期性變化的勻強(qiáng)磁場，磁場變化規(guī)律如圖(b)所示，磁場變化周期為T0（垂直紙面向外為正），已知P始終在矩形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動，求矩形區(qū)域的最小面積。（忽略磁場突變的影響）

【答案】（1）；2h（2）； 方向向右上，與水平方向夾角為45°（3）

【解析】

(1)設(shè)油滴的噴出速率為，則對油滴b做豎直上拋運(yùn)動，有

解得

解得

對油滴a的水平運(yùn)動，有

解得

(2)兩油滴結(jié)合之前，油滴a做類平拋運(yùn)動，設(shè)加速度為，有

，，解得，

設(shè)油滴的噴出速率為，結(jié)合前瞬間油滴a速度大小為，方向向右上與水平方向夾角，則

，，解得，

兩油滴的結(jié)束過程動量守恒，有：，聯(lián)立各式，解得：，方向向右上，與水平方向夾角

(3)因，油滴p在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)半徑為，周期為，則

由 得，由 得

即油滴p在磁場中的運(yùn)動軌跡是兩個(gè)外切圓組成的“8”字形。

最小矩形的兩條邊長分別為、（軌跡如圖所示）。最小矩形的面積為

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】如圖所示，在豎直放置的半圓形光滑絕緣細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷，將質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從管的水平直徑的端點(diǎn)A由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí)，對管壁恰好無壓力。若小球所帶電荷量很小，不影響O點(diǎn)處的點(diǎn)電荷的電場，則放于圓心處的電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測量電流表A的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)提供了如下器材：

A.待測電流表A(量程0～200μA，內(nèi)阻r1約為200Ω)

B.電壓表V1(量程0～0.5V，內(nèi)阻r2約為1kΩ)

C.電壓表V2(量程0～3V，內(nèi)阻r3=3kΩ)

D.直流電源E(電動勢4V，內(nèi)阻不計(jì))

E.定值電阻

F.滑動變阻器R2(最大阻值10Ω，允許通過的最大電流1.0A)

G.開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干

（1）為減小測量誤差，測量時(shí)要求電表的讀數(shù)不小于其量程的，且指針偏轉(zhuǎn)范圍較大，在提供的器材中，不需要的是：_____；(填正確答案標(biāo)號)

（2）兩位同學(xué)根據(jù)所選擇的實(shí)驗(yàn)器材，分別設(shè)計(jì)出甲、乙兩種電路，合理正確的是___________；（填“甲”或“乙”）

（3）測量后計(jì)算該電流表電阻阻值的表達(dá)式r1=___________，并說明表達(dá)式中各符號(題中已知的除外)的物理意義：___________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一位物理老師制作了一把如圖所示的“簡易銅絲琴”。他是這么做的：在一塊木板上固定兩顆螺絲釘，將一根張緊的銅絲纏繞在兩顆螺絲釘之間，擴(kuò)音器通過導(dǎo)線與兩螺絲釘連接，銅絲旁邊放置一塊磁鐵，用手指撥動銅絲，擴(kuò)音器上就發(fā)出了聲音。根據(jù)上面所給的信息，下面說法正確的是

A. 銅絲的振動引起空氣振動而發(fā)出聲音

B. 振動的銅絲切割磁感線產(chǎn)生直流電流

C. 該“簡易銅絲琴”將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

D. 利用這一裝置所揭示的原理可制成發(fā)電機(jī)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的基本原理如圖22所示．離子源S產(chǎn)生質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正離子，設(shè)離子產(chǎn)生時(shí)初速很小，可忽略不計(jì)．離子經(jīng)勻強(qiáng)電場加速后從縫隙S1垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，然后沿圓弧經(jīng)過半個(gè)圓周的運(yùn)動到達(dá)照相底片上的位置P而被記錄下來．已知加速電場兩平行板間的距離為d，兩板間有場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，并測得位置P與縫隙S1處的距離為y.試導(dǎo)出離子質(zhì)量m與y值之間的函數(shù)關(guān)系．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】春分期間，太陽光垂直射向赤道。一飛船在春分期間在赤道平面自西向東做圓周運(yùn)動，每繞地球一圈需要180min,地面上的重力加速度為g。下列說法正確的是（ ）

A. 飛船的運(yùn)動速度大于第一宇宙速度

B. 該飛船中的飛行員會看到太陽從東邊出來

C. 該飛船中的飛行員在一天中會看到8次日落日出

D. 由題給條件可以估算地球質(zhì)量

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，若已知這列波周期為1s，則下列判斷中正確的是___________

A. 這列波的振幅為0.8cm

B. 這列波的波速為5m/s

C. 圖示時(shí)刻x=2m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動

D. 此后經(jīng)半個(gè)周期時(shí)間質(zhì)點(diǎn)P將向右遷移半個(gè)波長

E. 圖示時(shí)刻x=3m處質(zhì)點(diǎn)的加速度最大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，磁流體發(fā)電機(jī)的長方體發(fā)電導(dǎo)管的前后兩個(gè)側(cè)面是絕緣體，上下兩個(gè)側(cè)面是電阻可忽略的導(dǎo)電電極，兩極間距為，極板長和寬分別為和，這兩個(gè)電極與可變電阻相連，在垂直前后側(cè)面的方向上有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)有電阻率為的高溫電離氣體——等離子體，等離子體以速度向右流動，并通過專用通道導(dǎo)出。不計(jì)等離子體流動時(shí)的阻力，調(diào)節(jié)可變電阻的阻值，則

A. 運(yùn)動的等離子體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

B. 可變電阻中的感應(yīng)電流方向是從到

C. 若可變電阻的阻值為，則其中的電流為

D. 若可變電阻的阻值為，則可變電阻消耗的電功率為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，a、b兩物塊質(zhì)量分別為m、2m，用不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩相連接，懸掛在定滑輪的兩側(cè)，不計(jì)滑輪質(zhì)量和一切摩擦．開始時(shí)，a、b兩物塊距離地面高度相同，用手托住物塊b，然后由靜止釋放，直至a、b物塊間高度差為h.在此過程中，下列說法正確的是(　　)

A. 物塊a的機(jī)械能守恒

B. 物塊b機(jī)械能減少了mgh

C. 物塊a重力勢能的增加量大于其動能增加量

D. 物塊b重力勢能的減少量等于它克服細(xì)繩拉力所做的功

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案