【題目】如圖所示裝置中,區(qū)域Ⅰ中有豎直向上的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E,區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。區(qū)域Ⅲ中有垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B。一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力)從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場,經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場,并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的勻強(qiáng)磁場中。求:
(1)粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑
(2)O、M間的距離
(3)粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過CD邊界所經(jīng)歷的時(shí)間
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)將粒子在A點(diǎn)的速度分解,即可求得粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度;根據(jù)洛倫茲力提供向心力,即可求得粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
(2)粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),將運(yùn)動(dòng)分解為沿電場方向和垂直于電場的方向,即可求得OM之間的距離;
(3)做出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡,確定粒子偏轉(zhuǎn)的角度,然后根據(jù)t=T即可求出粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過CD邊界所經(jīng)歷的時(shí)間。
(1)粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)粒子過A點(diǎn)時(shí)速度為v,由類平拋規(guī)律知:
粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:Bqv=m
所以:
(2)設(shè)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,加速度為a,
則有:qE=ma
v0tan60°=at1
即
O、M兩點(diǎn)間的距離為:
(3)設(shè)粒子在Ⅱ區(qū)域磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2,則有:
則:
設(shè)粒子在Ⅲ區(qū)域磁場中運(yùn)行時(shí)間為t3,同理:
則:
粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過CD邊界所用時(shí)間為:
t=t1+t2+t3=
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ,它們之間的寬度為L,M和P之間接入電動(dòng)勢為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻),F(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m,電阻為R的金屬棒ab,并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方,如圖所示,問:
(1)當(dāng)ab棒靜止時(shí),受到的支持力和摩擦力各為多少?
(2)若B的大小和方向均能改變,則要使ab棒所受支持力為零,B的大小至少為多少?此時(shí)B的方向如何?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】小魯為研究物體所受空氣阻力與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系,小魯約爸爸在一個(gè)無風(fēng)的周末開汽車來到一段人車稀少的平直公路上。小魯打開汽車天窗,將如圖甲所示裝置固定在汽車車頂。
爸爸依次以5m/s、10m/s、 15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各勻速行駛一段距離,小魯依次將汽車不同行駛速度時(shí)的彈簧測力計(jì)的示數(shù)記錄在下表中。
汽車速度v(m/s) | 5 | 10 | 15 | 20 |
彈簧測力計(jì)示數(shù)F/N | 0.20 | 0.82 | 3.30 |
(1)如圖乙所示,為小魯同學(xué)在車速穩(wěn)定在15m/s時(shí)用手機(jī)拍下的測力計(jì)照片,此時(shí)測力計(jì)示數(shù)為______N;
(2)實(shí)驗(yàn)裝置中用小車而不是木塊,并將其放在表面平滑的木板上,目的是為了減小______對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
(3)分析上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),則當(dāng)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)穩(wěn)定在2.40N時(shí),車速為________m/s.(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,真空中水平放置的兩個(gè)相同極板Y和長為L,相距d,足夠大的豎直屏與兩極板右側(cè)相距b,在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓U,一束質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子(不計(jì)重力)從兩板左側(cè)中點(diǎn)A以初速度v沿水平方向射入電場且能穿出
(1)證明:粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩極板間的中心O點(diǎn);
(2)求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓U的范圍;
(3)求粒子可能到達(dá)屏上區(qū)域的長度。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為0.4kg的木塊以2m/s的速度水平地滑上靜止的平板小車,小車的質(zhì)量為1.6kg,木塊與小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25(g取10m/s2)。設(shè)小車足夠長,地面光滑,求:
(1)木塊和小車相對靜止時(shí)小車的速度;
(2)從木塊滑上小車到它們處于相對靜止所經(jīng)歷的時(shí)間;
(3)從木塊滑上小車到它們處于相對靜止木塊在小車上滑行的距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在光滑的水平桌面上有一光滑小孔 0,一根輕繩穿過小孔,一端連接質(zhì)量為 m=1kg的小球 A,另一端連接質(zhì)量為 M=4kg的重物 B。求:
(1)當(dāng) A球沿半徑為 R=0.1m的圓做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其角速度為ω=10rad/s時(shí),B對地面的壓力是多少?
(2)要使 B物體對地面恰好無壓力,A球的角速度應(yīng)為多大?(g=10m/s2)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】半徑為R的半圓弧槽固定在水平面上,質(zhì)量為m的物塊從P點(diǎn)靜止釋放,從槽口A點(diǎn)無碰撞地進(jìn)入槽中,沿圓弧槽勻速率滑行到B點(diǎn),P點(diǎn)到A點(diǎn)高度為h,重力加速度為g,則下列說法正確的是( )
A. 物塊在A點(diǎn)對槽的壓力大小為
B. 物塊從A到B過程重力的平均功率為
C. 物塊到B點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為
D. 物塊在B點(diǎn)時(shí)對槽的壓力大小為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如右圖所示,光滑斜面的傾角為30°,質(zhì)量均為m的甲、乙兩球球被固定在斜面上的擋板擋住,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。某時(shí)刻給甲球施加一沿斜面向上的拉力,甲球沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)拉力等于2mg時(shí),乙球剛好離開檔板。已知彈簧的勁度系數(shù)為k。下列說法正確的是
A. 乙球離開擋板之前簧彈力對甲球做負(fù)功
B. 甲球沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
C. 乙球剛要離開擋板之時(shí)甲球的動(dòng)能
D. 乙球剛要離開擋板之前系統(tǒng)機(jī)械能增量
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】2018年7月10日,我國成功發(fā)射了第32顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,該衛(wèi)星的軌道半徑為36000km,7月29日又以“一箭雙星”的方式成功發(fā)射了第33、34顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,這兩顆衛(wèi)星的軌道半徑均為21500km。下列說法正確的是( )
A. 這三顆衛(wèi)星的發(fā)射速度均小于
B. 這三顆衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)均處于失重狀態(tài)
C. 第32顆衛(wèi)星的加速度比第33顆的小
D. 第32顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期比第34顆衛(wèi)星的大
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