【題目】如圖所示,直線與y軸之間有垂直于xOy平面向外的勻強磁場,直線與間有沿y軸負方向的勻強電場,電場強度,另有一半徑的圓形勻強磁場區(qū)域,磁感應強度,方向垂直坐標平面向外,該圓與直線和x軸均相切,且與x軸相切于S點。一帶負電的粒子從S點沿y軸的正方向以速度進入圓形磁場區(qū)域,經(jīng)過一段時間進入磁場區(qū)域,且第一次進入磁場時的速度方向與直線垂直。粒子速度大小,粒子的比荷為,粒子重力不計。求:
粒子在圓形勻強磁場中運動的時間;
坐標d的值;
要使粒子無法運動到x軸的負半軸,則磁感應強度應滿足的條件?
【答案】; 4m。或者
【解析】
(1)根據(jù)帶電粒子的速度和比荷,準確描繪出帶電粒子在磁場中的圓周運動軌跡為四分之一個圓。
(2)根據(jù)帶電粒子在電場中的類平拋運動的豎直、水平位移和幾何關系可得。
(3)要使帶電粒子不能到達x軸的負半軸,則要么不出磁場,臨界值是與y軸相切,要么出磁場后不向y軸負方向運動,臨界值與y軸垂直。
(1)在磁場中,
解得,畫出軌跡恰為四分之一圓,
,
得。
(2)在電場中類平拋運動;,
解得;
又根據(jù);
解得,,
所以坐標d的值:。
(3)進入磁場的速度為:,
當帶電粒子出磁場與y軸垂直時,圓周半徑,
可得,
所以。
當帶電粒子出磁場與y軸相切時,圓周半徑,
可得,所以。
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【題目】如圖,兩個線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關與電源連接,另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方,開關未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是( )
A. 開關閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動
B. 開關閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向
C. 開關閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向
D. 開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動
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【題目】如圖,滑塊A、B的質(zhì)量均為m,A套在傾斜固定的直桿上,傾斜桿與水平面成45°角,B套在水平固定的直桿上,兩桿分離不接觸,兩直桿間的距離忽略不計,兩直桿足夠長。A、B通過鉸鏈用長度為L的剛性輕桿連接,初始時輕桿與水平面成30°角。將A、B從靜止釋放,B開始沿水平桿向右運動,不計一切摩擦,滑塊A、B視為質(zhì)點,重力加速度為g,下列說法正確的是( )
A. 滑塊A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒
B. 當A到達最低點時,B的速度最大,最大速度為√3gL
C. B到達最右端時,A的速度為√2gL
D. B從開始運動至最右端的過程中,輕桿對B先做正功后做負功,總功為零
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【題目】在某電視臺舉辦的沖關游戲中,AB是處于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道,圓心角,半徑,BC是長度為的水平傳送帶,CD是長度為水平粗糙軌道,AB、CD軌道與傳送帶平滑連接,參賽者抱緊滑板從A處由靜止下滑,參賽者和滑板可視為質(zhì)點,參賽者質(zhì)量,滑板質(zhì)量可忽略。已知滑板與傳送帶、水平軌道的動摩擦因數(shù)分別為、,,,求:
參賽者運動到圓弧軌道B處對軌道的壓力;
若參賽者恰好能運動到D點,求傳送帶運轉(zhuǎn)速率及方向;
在第問中,傳送帶由于傳送參賽者多消耗的電能。
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【題目】如圖所示,靜止在水平面上的木板質(zhì)量為M=2kg,質(zhì)量m=1kg的鐵塊以水平初速度v0=6m/s,從木板的左端沿板面向右滑行,木板與地面間動摩擦因數(shù)為0.1,鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)為0.5,木板長為4m,則下列說法中正確的是
A. 鐵塊最終滑離木板
B. 鐵塊最終停在距離木板右端1m處
C. 運動過程中地面與木板因摩擦而產(chǎn)生的熱量為18J
D. 運動過程中鐵塊與木板因摩擦而產(chǎn)生的熱量為15J
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【題目】南極考察隊隊員在地球南極附近用彈簧秤豎直懸掛一還未通電的螺線管,如圖所示,下列說法正確的是( 。
A. 若將a端接電源正極,b端接電源負極,則彈簧秤示數(shù)將減小
B. 若將a端接電源正極,b端接電源負極,則彈簧秤示數(shù)將增大
C. 若將b端接電源正極,a端接電源負極,則彈簧秤示數(shù)將增大
D. 若將b端接電源正極,a端接電源負極,則彈簧秤示數(shù)將減小
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【題目】如圖所示,空間存在方向垂直紙面的勻強磁場,一粒子發(fā)射源P位于足夠大絕緣平板MN的上方距離為d處,在紙面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率均為v的同種帶電粒子,不考慮粒子間的相互作用和粒子重力,已知粒子做圓周運動的半徑大小也為d,則粒子
A. 能打在板上的區(qū)域長度為2d
B. 能打在板上離P點的最遠距離為2d
C. 到達板上的最長時間為
D. 到達板上的最短時間為
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【題目】一列在某介質(zhì)中沿x軸傳播的正弦波,如圖所示,實線是該波在t=0時刻的波形圖線,虛線是該波在t=0.5s時刻的波形圖線,已知波源的振動頻率f<1Hz,圖中A質(zhì)點的坐標是(0.2,0),B質(zhì)點的坐標是(0.4,0)下列判斷正確的是________
A. 該波沿x軸正向傳播,波速為0.4m/s
B. 該波沿x軸負向傳播,波速為0.2m/s
C. 從t=2s到t=5s的時間內(nèi),A質(zhì)點沿x軸向右平移60cm
D. 從t=2s到t=5s的時間內(nèi),B質(zhì)點通過的路程為1.2m
E. 提高波源的振動頻率,這列波在該介質(zhì)中傳播的速度不變
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【題目】地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機通過豎井運送至地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時間t的變化關系如圖所示,其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對于第①次和第②次提升過程,
A. 礦車上升所用的時間之比為4:5
B. 電機的最大牽引力之比為2:1
C. 電機輸出的最大功率之比為2:1
D. 電機所做的功之比為4:5
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