【題目】如圖所示,豎直平面內有一直角坐標系xOy,x軸沿水平方向.第二、三象限有垂直于坐標平面向里的勻強磁場,與x軸成θ=30°角的絕緣細桿固定在二、三象限;第四象限同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直于坐標平面向里磁感應強度大小為B的勻強磁場,一質量為m,電荷量為q帶電小球a穿在細桿上沿細桿勻速下滑,在N點脫離細桿恰能沿圓周軌道運動到x軸上的A點,且速度方向垂直于x軸.已知A點到坐標原點O的距離為,小球a與絕緣細桿的動摩擦因數(shù);,重力加速度為g,空氣阻力忽略不計.求:
(1)帶電小球的電性及電場強度的大小E;
(2)第二、三象限里的磁場的磁感應強度大小B1;
(3)當帶電小球a剛離開N點時,從y軸正半軸距原點O為的P點(圖中未畫出)以某一初速度水平向右平拋一個不帶電的絕緣小球b,b球剛好運動到x軸時與向上運動的a球相碰,則b球的初速度為多大?
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
(1)由帶電小球a在第三象限內做勻速圓周運動可得,帶電小球a帶正電,且重力等于電場力,可求解場強大。唬2)帶電小球a從N點運動到Q點的過程中做圓周運動,根據(jù)幾何關系求解半徑,根據(jù)洛倫茲力等于向心力求解速度;帶電小球a在桿上勻速運動時,由平衡條件求解B1;(3)結合粒子在磁場中勻速圓周運動的周期和在平拋運動的知識求解b球的初速度.
(1)由帶電小球a在第三象限內做勻速圓周運動可得,帶電小球a帶正電,且mg=qE,
解
(2)帶電小球a從N點運動到Q點的過程中,設運動半徑為R,有:
由幾何關系有
聯(lián)立解得
帶電小球a在桿上勻速運動時,由平衡條件有
mgsinθ=μ(qvB1-mgcosθ)
解得
(3)帶電小球a在第四象限內做勻速圓周運動的周期
帶電小球a第一次在第一象限豎直上下運動的總時間為
絕緣小球b平拋運動至x軸上的時間為
兩球相碰有
聯(lián)立解得n=1
設絕緣小球b平拋的初速度為v0,則
解得
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【題目】兩個相同的薄壁型氣缸A和B,活塞的質量都為m,橫截面積都為S,氣缸的質量都為M,M/m=2/3,氣缸B的筒口處有卡環(huán)可以防止活塞離開氣缸.將氣缸B的活塞跟氣缸A的氣缸筒底用細線相連后,跨過定滑輪,氣缸B放在傾角為30O光滑斜面上,氣缸A倒扣在水平地面上,氣缸A和B內裝有相同質量的同種氣體,體積都為V0,溫度都為27℃,如圖所示,此時氣缸A的氣缸筒恰好對地面沒有壓力.設氣缸內氣體的質量遠小于活塞的質量,大氣對活塞的壓力等于活塞重的1.5倍.
①若使氣缸A的活塞對地面的壓力為0,氣缸A內氣體的溫度是多少度?
②若使氣缸B中的氣體體積變?yōu)?/span>,氣缸B內的氣體的溫度是多少度?
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【題目】如圖甲所示,半徑為R的導體環(huán)內,有一個半徑為r的虛線圓,虛線圓內有垂直紙面向里的磁場,磁感應強度大小隨時間變化規(guī)律為B1=kt(k>0且為常量)。
(1)求導體環(huán)中感應電動勢E的大小;
(2)將導體環(huán)換成內壁光滑的絕緣細管(管子內徑忽略),管內放置一質量為m、電荷量為+q的小球,小球重力不計,如圖乙所示。已知絕緣細管內各點渦旋電場的電場強度大小為,方向與該點切線方向相同。小球在電場力作用下沿細管加速運動。要使t時刻管壁對小球的作用力為零,可在細管處加一垂直于紙面的磁場,求所加磁場的方向及磁感應強度的大小B2。
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【題目】如圖既可以看成是用來描述山坡地勢的等高線圖,也可以看成是用來描述電場中電勢高低的等勢線圖。關于此圖,下列說法正確的是
A. 若該圖為等高線圖,可知a坡的地勢比b坡陡峭
B. 若該圖為等高線圖,可知在不考慮摩擦力時,小球從a坡滑下的加速度大于從b坡滑下的加速度
C. 若該圖為等勢線圖,可知a側的電勢降落比b側慢
D. 若該圖為等勢線圖,可知a側的電場強度比b側大
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【題目】(1)在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中,為了測量紅光的波長,將實驗器材按要求安裝在光具座上,如圖1所示。在實驗前已獲知的數(shù)據(jù)有:雙縫間的間距為d,雙縫到屏的距離為L。
圖1
①為了達到實驗目的,根據(jù)已標明的實驗器材,可判斷出M處的實驗器材是______。
②經(jīng)測量,紅光干涉相鄰兩條亮條紋間的距離為,請據(jù)此寫出能夠反映紅光波長大小的表達式=___。
③該實驗中L=700mm,已知d的數(shù)量級為10-4m、相鄰兩條亮條紋間距的數(shù)量級為10-3m,由此可推斷紅光的波長數(shù)量級約為______m。
A.10-3 B.10-5 C.10-7 D.10-9
(2)測定某合金電阻率的實驗器材如下:待測合金絲R(阻值約8)、學生電源(5V)、開關、導線、電流表A(量程0~0.6A,內阻約0.125)、電壓表V(量程03V,內阻約3k)、滑動變阻器R0(最大阻值5)、刻度尺、螺旋測微器。
①利用螺旋測微器測量合金絲的直徑D。某次測量時,螺旋測微器的示數(shù)如圖2所示,則該次測量值D=______mm。
②請在圖3中將測量合金絲電阻的電路圖補充完整,并盡可能使實驗誤差較小______。
③當合金絲兩端電壓為U時,通過合金絲的電流為I;測得合金絲的長度為L,直徑為D,請根據(jù)這些物理量寫出該合金電阻率的表達式=_____________
④下表為實驗室對一段粗細均勻的合金絲的測量數(shù)據(jù)表
第一組 | 第二組 | 第三組 | 第四組 | 第五組 | |
電壓U/V | 1.20 | 3.00 | 1.20 | 1.20 | 3.00 |
長度L/cm | 150.00 | 150.00 | 200.00 | 200.00 | 150.00 |
合金絲溫度t/℃ | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 80.0 | 80.0 |
電阻率 | 2.8×10-6 | 2.8×10-6 | 2.8×10-6 | 3.6×10-6 | 3.6×10-6 |
a由以上表格數(shù)據(jù),你認為影響合金電阻率的因素是____。(選填“電壓”“長度”或“溫度)
b.結合表中的數(shù)據(jù),從微觀角度思考,被認為申阻率變大的可能原因是______。(填寫下列內容的字母代號)
A.電子定向移幼的平均速率増大
B.電子做熱運動的平均速率増大
c.単位體積內的自由電子數(shù)増大
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【題目】關于單擺,下列說法正確的是________.(填正確答案標號.)
A. 將單擺由沈陽移至廣州,單擺周期變大
B. 單擺的周期公式是由惠更斯總結得出的
C. 將單擺的擺角從4°改為2°,單擺的周期變小
D. 當單擺的擺球運動到平衡位置時,擺球的速度最大
E. 當單擺的擺球運動到平衡位置時,受到的合力為零
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【題目】相距很近的一對帶等量異種電荷的平行金屬板,它們之間的電場除邊緣外,可看做是勻強電場,其電場線分布如圖所示.一個帶粒子只在電場力作用下沿圖中軌跡穿過該電場,則從a運動到d的過程中,下列說法正確的是( )
A. 粒子的速度一定在增大
B. 粒子帶負電
C. 粒子在a點的電勢能大于d點電勢能
D. 粒子的加速度先變大再不變后變小
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【題目】現(xiàn)有一個阻值大約為20Ω的電阻,為了更精確地測量其電阻,實驗室給出了以下器材:
①電流表G1(0~50mA,內阻r1=3Ω) ②電流表G2(0~100mA,內阻r2=1Ω)
③定值電阻R1(R1=150Ω) ④定值電阻R2(R2=15Ω)
⑤滑動變阻器R(0~5Ω) ⑥干電池(1.5V,內阻不計) ⑦開關S及導線若干
(1)某同學設計了如圖甲所示的電路圖,其中A、B一個為被測電阻、一個為定值電阻,請問圖中電阻為被測電阻____________ (填“A”或“B”),定值電阻應選____________ (填“R1”或“R2”)
(2)若某次測得電流表G1、G2的示數(shù)分別為I1、I2.則被測電阻的大小為____________(用已知和測量物理量的符號表示)
(3)若通過調節(jié)滑動變阻器,該同學測得多組I1、I2的實驗數(shù)據(jù),根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出I1、I2的圖象如圖乙所示,并求得圖象的斜率k=1.85,則被測電阻的大小為____________Ω(保留三位有效數(shù)字)。
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【題目】如圖,可視為點電荷的帶電小球Q1固定在足夠大的光滑絕緣水平桌面上,有另外一個帶電小球Q2在桌面上運動。某時刻,Q2在距離Q1為r處且速度方向恰好沿垂直于Q1Q2的連線方向。僅在電場力的作用下,此后一小段時間內
A. 若Q1、Q2帶同種電荷, Q2的動能一直增大
B. 若Q 、Q2帶同種電荷, Q2的動能可能不變
C. 若Q1、Q2帶異種電荷, Q2的動能不可能增大
D. 若Q1、Q2帶異種電荷, Q2的動能可能不變
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