【題目】如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的寬度都是d1,相鄰磁場區(qū)域的間距為d2,x軸的正上方有一電場強(qiáng)度大小為E,方向與x軸和B均垂直的勻強(qiáng)電場區(qū)域。將質(zhì)量為m、帶正電量為q的粒子從x軸正上方h高度處自由釋放,(重力忽略不計)
(1)求粒子在磁場區(qū)域做圓周運動的軌道半徑r;
(2)若粒子只經(jīng)過第1和第2個磁場區(qū)域回到x軸,求自釋放到回到x軸需要的時間t;
(3)若粒子以初速度v0從h處沿x軸正方向水平射出后,最遠(yuǎn)到達(dá)第k個磁場區(qū)域并回到x軸。求d1、d2應(yīng)該滿足的條件。
【答案】(1)(2)(3),粒子回到x軸的條件與d2無關(guān)。
【解析】
(1)設(shè)粒子剛進(jìn)入磁場時的速度為, 在電場區(qū)域中根據(jù)動能定理:
磁場區(qū)域中,圓周運動:
解得:
(2)設(shè)粒子在電場中的運動時間為,根據(jù)牛頓第二定律:
勻加速運動,解得:
粒子在磁場區(qū)域運動合成半圓弧,時間共,,又
聯(lián)立解得:
設(shè)粒子離開第一個無磁場區(qū)域時,速度的水平夾角為,有:
粒子在無磁場區(qū)域運動的路程為:
粒子在無磁場區(qū)域運動時間為:
解得的總時間為:
(3)粒子經(jīng)過第個磁場區(qū)域回到軸,則粒子在磁場區(qū)域的運動由個圓弧組成,并且個圓弧合并為一段圓弧。粒子進(jìn)入第一個磁場時,速度為,與水平方向夾角為
,,
有幾何關(guān)系知,應(yīng)滿足條件:
解得: ,粒子回到軸的條件與無關(guān)
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為0. 4 kg的帶底座的透明球殼放置在光滑水平面上,球殼內(nèi)半徑為5 cm,內(nèi)壁光 滑。當(dāng)對球殼施加一水平推力時,放在球殼內(nèi)、質(zhì)量為0. 2 kg的小球(可視為質(zhì)點)相對球殼靜止, 且距離球殼最低點的高度為2 cm,取重力加速度g=10 m/s2,則水平推力的大小為
A.8 N
B.5.3 N
C.4.5 N
D.3 N
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【題目】一輛汽車在不直路面上從靜止開始在1500 N的合外力作用下以恒定加速度啟動,當(dāng)速度達(dá)到20 m/s時功率達(dá)到額定功率,接著以額定功率繼續(xù)加速,最后以30m/s的最大速度勻速運動,整個運動過程中汽車所受阻力恒定,下列說法正確的是
A.汽車的額定功率為60kWB.汽車的額定功率為90kW
C.汽車受到的阻力大小為2000ND.汽車受到的阻力大小為3000N
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【題目】(1)小王同學(xué)想要探究影響導(dǎo)體電阻的因素與電阻絲的橫截面積相關(guān)外,還有哪些相關(guān)因素,他找來了電阻定律實驗器。電阻定律實驗器規(guī)格:將一根細(xì)銅絲連接在ae間,橫截面積相同的細(xì)鐵絲連接在bf間,再將一根橫截面積相同的鎳鉻絲一端接在g處,接下來拉直后接到c處,再接到d處,最后接在h處。
A.為了測定電阻絲的電阻大小,小王經(jīng)分析后,正確地選用了伏安法中的變阻器的分壓式接法、電流表的外接法。在測量細(xì)銅絲電阻時的實物連接如圖所示,閉合開關(guān)S前請老師檢查,老師指出圖中標(biāo)示的①、②兩根連線有一處錯誤,錯誤連線是_____(選填“①”或“②”);圖中標(biāo)示的③、④和⑤三根連線有一處錯誤,錯誤連線是_____(選填“③”、“④”或“⑤”)。
B.接下來某次測量中(已采用正確的測量電路),小王將導(dǎo)線⑥連線接g上,導(dǎo)線⑦連接在c上,改變滑線變阻器多次測量得電阻R1.再將導(dǎo)線⑦連接到h處,多次測量得電阻R2.小王認(rèn)為,若R2=2R1,則說明導(dǎo)體的電阻在其它因素不變情況下,與長度成正比。你認(rèn)為上述操作中存在的問題是:_____(指出問題即可)。
(2)小王同學(xué)在測繪標(biāo)有“2.5V 0.3A”字樣的小燈泡伏安特性曲線實驗中,他測得當(dāng)小燈泡兩端電壓為0.10V時,電流為0.10A;電壓為0.80V時,電流為0.20A.當(dāng)電壓表的指針如圖所示時,電壓表示數(shù)為_____V,但小王在記錄電流數(shù)據(jù)時,誤將電流雜在其他一組數(shù)據(jù)中,你認(rèn)為小燈泡的電流最有可能是_____。
A.0.12A B.0.14A C.0.160A
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【題目】(1)某同學(xué)用圖甲所示的裝置做“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗,他采用了藍(lán)色燈作為光源,在測量頭目鏡中觀察到如圖乙所示的藍(lán)色條紋。在不改變其他實驗條件的情況下,觀察到目鏡中的條紋如圖丙所示,則可能的原因是_____
A.單縫寬度變小了 B.雙縫間距變小了
C.光源與單縫間的距離變大了 D.光源的發(fā)光強(qiáng)度變大了
(2)干涉條紋除了可以通過雙縫干涉觀察到外,把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上(圖甲),讓單色光從上方射入(示意圖如圖乙,其中R為凸透鏡的半徑),從上往下看凸透鏡,也可以觀察到由干涉造成圖丙所示的環(huán)狀條紋,這些條紋叫做牛頓環(huán)。如果改用波長更長的單色光照射,觀察到的圓環(huán)半徑將_____(選填“變大”、“變小”或“不變”);如果換一個半徑更大的凸透鏡,觀察到的圓環(huán)半徑將_____(選填“變大”、“變小”或“不變”)。
(3)采用波長為690nm的紅色激光作為單色入射光,牛頓環(huán)的兩條相鄰亮條紋位置所對應(yīng)的空氣膜的厚度差約為_____
A.345nm B.690nm C.幾微米 D.幾毫米
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【題目】如圖甲所示,傾角為θ的傳送帶(由電動機(jī)帶動)以恒定速率逆時針運行,現(xiàn)將一質(zhì)量m=2kg的小物體輕輕放在傳送帶的A端,物體相對地面的速度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示,2s末物體到達(dá)B端,取沿傳送帶向下為正方向,g=10m/s2,求:
(1)小物體在傳送帶A、B兩端間運動的平均速度v;
(2)物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ,傳送帶的傾角θ;
(3)2s內(nèi)物體機(jī)械能的減少量△E及電動機(jī)因傳送物體而多消耗的電能E。
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【題目】如圖所示為某探究活動小組設(shè)計的節(jié)能運輸系統(tǒng)。斜面軌道傾角為30°,質(zhì)量為M的木箱與軌道間的動摩擦因數(shù)為。木箱在軌道頂端時,自動裝貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入木箱,然后木箱載著貨物沿軌道無初速度滑下(貨物與木箱之間無相對滑動),當(dāng)輕彈簧被壓縮至最短時,自動卸貨裝置立刻將貨物卸下,然后木箱恰好被彈回到軌道頂端,再重復(fù)上述過程。下列說法正確的是( 。
A.木箱與貨物的質(zhì)量之比為 1∶3
B.木箱與彈簧沒有接觸時,下滑的加速度與上滑的加速度之比為 3∶1
C.在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中,減少的重力勢能大于彈簧增加的彈性勢能
D.在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中,木箱、貨物和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
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【題目】如圖所示,理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=1100匝,副線圈匝數(shù)n2=220匝,交流電源的電壓u=220sin100πt(V),電阻R=44Ω,電表均為理想交流電表。則下列說法中不正確的是( )
A. 交流電的頻率為50Hz
B. 電流表A1的示數(shù)為0.20A
C. 變壓器的輸入功率為88W
D. 電壓表的示數(shù)為44V
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【題目】如圖所示為一水平的轉(zhuǎn)臺,轉(zhuǎn)臺上固定一長直桿,質(zhì)量分別為、的可視為質(zhì)點的小球M、N穿過長直桿并用質(zhì)量不計的輕繩始終處于伸直狀態(tài)拴接,環(huán)繞軸轉(zhuǎn)動,當(dāng)穩(wěn)定時小球M、N距離轉(zhuǎn)軸的距離分別為、,已知、,兩球與長直桿之間的動摩擦因數(shù)均為,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當(dāng)轉(zhuǎn)臺的角速度大小為時拴接兩球的輕繩剛好產(chǎn)生作用力,當(dāng)轉(zhuǎn)臺的角速度大小為時,其中的一個小球所受的摩擦力剛好為零。
(1)輕繩剛好產(chǎn)生作用力時的角速度應(yīng)為多大?此時兩球所受的摩擦力分別為多大?
(2)其中的一個小球所受的摩擦力剛好為零時的角速度應(yīng)為多大?此時拴接兩球的輕繩的作用力應(yīng)為多大?
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