【題目】如圖所示,在空間坐標(biāo)系 x<0區(qū)域中有豎直向上的勻強(qiáng)電場E1,在一、四象限的正方形區(qū)域CDEF內(nèi)有方向如圖所示的正交的勻強(qiáng)電場E2和勻強(qiáng)磁場B,已知CD=2L,OC=L,E2 =4E1。在負(fù)x軸上有一質(zhì)量為m、電量為+q的金屬a球以速度V0沿x軸向右勻速運(yùn)動,并與靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)O處用絕緣細(xì)支柱支撐的(支柱與b球不粘連、無摩擦)質(zhì)量為2m、不帶電金屬b球發(fā)生彈性碰撞。已知a、b 球體積大小、材料相同且都可視為點(diǎn)電荷,碰后電荷總量均分,重力加速度為g,不計(jì)a、b球間的靜電力,不計(jì)a、b球產(chǎn)生的場對電場、磁場的影響,求:
(1)碰撞后,a、b球的速度大小;
(2)a、b碰后,經(jīng)時(shí)a球到某位置P點(diǎn),求P點(diǎn)的位置坐標(biāo);
(3)a、b碰后,要使 b球不從CD邊界射出,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)a、b碰撞,由動量守恒和能量守恒關(guān)系求解碰后a、b的速度;(2)碰后a在電場中向左做類平拋運(yùn)動,根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律求解P點(diǎn)的位置坐標(biāo);(3)要使 b球不從CD邊界射出,求解恰能從C點(diǎn)和D點(diǎn)射出的臨界條件確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的范圍.
(1)a勻速,則: ①
ab碰撞,動量守恒: ②
機(jī)械能守恒: ③
由②③得 ④
(2)碰后a、b電量總量平分,則
碰后a在電場中向左做類平拋運(yùn)動,設(shè)經(jīng)時(shí)a球到P點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(x,y)
⑤ ⑥
其中 ⑦,
由⑤⑥⑦得 ,
故P點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(- ,- )⑧
(3)碰撞后對b: ⑨
故b做勻速圓周運(yùn)動,則: ⑩得
b恰好從C射出,則:
由得:
恰從D射出,則由幾何關(guān)系: ,
得
綜上,
故要使b不從CD邊界射出,則B的取值范圍滿足:
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一帶電微粒質(zhì)量為m=2.0×10﹣11kg、電荷量q=+1.0×10﹣5C,從靜止開始經(jīng)電壓為U1=100V的電場加速后,水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場中,微粒射出電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ=30°,并接著進(jìn)入一個方向垂直紙面向里、寬度為D=34.6cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域.已知偏轉(zhuǎn)電場中金屬板長L=20cm,兩板間距d=17.3cm,重力忽略不計(jì).求:
(1)帶電微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速率v1;
(2)偏轉(zhuǎn)電場中兩金屬板間的電壓U2;
(3)為使帶電微粒不會由磁場右邊射出,該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,正六邊形ABCDEF的B、D兩點(diǎn)各固定一個帶正電電量為 +q的點(diǎn)電荷,F點(diǎn)固定一個帶負(fù)電電量為-q的點(diǎn)電荷,O為正六邊形的幾何中心。則下列說法正確的是
A. O點(diǎn)場強(qiáng)為0
B. C點(diǎn)場強(qiáng)方向沿FC方向
C. 電子在A點(diǎn)電勢能比在O點(diǎn)小
D. OA兩點(diǎn)間電勢差和OE兩點(diǎn)間電勢差相等
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】點(diǎn)電荷A和B,分別帶正電和負(fù)電,電量分別為4Q和Q,如圖所示,在AB連線上,電場強(qiáng)度為零的地方在()
A. B左側(cè) B. A右側(cè) C. A和B之間 D. A的右側(cè)及B的左側(cè)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】用靜電計(jì)可以測量已充電的平行板電容器兩極板間的電勢差,如圖所示,充電后的電容器a板帶正電,b板帶負(fù)電,則下列說法正確的是( )
A. 若將b板拿走,靜電計(jì)指針張角為零
B. 若將b板拿走,靜電計(jì)指針張角不為零
C. 若將b板稍微向右移,靜電計(jì)指針張角將變小
D. 若將b板稍微向上移,靜電計(jì)指針張角將變小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,導(dǎo)熱性能良好的柱形金屬容器豎直放置,容器上端的輕質(zhì)塞子將容器密閉,內(nèi)有質(zhì)量為的活塞將容器分為、兩個氣室,A、B兩個氣室的體積均為V.活塞與容器內(nèi)壁間氣密性好,且沒有摩擦,活塞的截面積為S.已知重力加速度大小為g,大氣壓強(qiáng)大小為,A氣室內(nèi)氣體的壓強(qiáng)大小為.
(1)拔去容器上端的塞子,求活塞穩(wěn)定后B氣室的體積VB;
(2)拔去塞子待活塞穩(wěn)定后,室溫開始緩慢升高,從活塞穩(wěn)定到其恰好上升到容器頂端的過程中B室氣體從外界吸熱為Q,求這個過程中B氣室氣體內(nèi)能增量.
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【題目】如圖所示,固定斜面上有一小球,用一豎直輕彈簧與之相連,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),不考慮小球的滾動。下列說法正確的是( )
A. 小球與斜面之間一定有彈力 B. 彈簧一定處于伸長狀態(tài)
C. 彈簧可能處于壓縮狀態(tài) D. 小球最多受到5個力
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【題目】在圖中所示的四種典型電場的情況中,電場中、兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢都相等的是( )
A. 圖(甲)中平行板電容器帶電荷,極板間除邊緣附近處的任意兩點(diǎn)
B. 圖(乙)中兩個等量異號點(diǎn)電荷的連線上,與連線中點(diǎn)等距的任意兩點(diǎn)
C. 圖(丙)中離點(diǎn)電荷等距的任意兩點(diǎn)
D. 圖(。┲袃傻攘慨愄桙c(diǎn)電荷的連線的中垂線上,與連線中點(diǎn)等距的任意兩點(diǎn)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,物體A用輕質(zhì)細(xì)繩與圓環(huán)B連接,圓環(huán)固定在豎直桿MN上。現(xiàn)用一水平力F作用在繩上的O點(diǎn),將O點(diǎn)緩慢向左移動,使細(xì)繩與豎直方向的夾角θ逐漸增大。關(guān)于此過程,下列說法中正確的是
A. 水平力F逐漸增大
B. 物體A的合力逐漸增大
C. 繩OB的彈力逐漸減小
D. 環(huán)對桿的摩擦力逐漸減小
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