【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi)0≤xL的范圍內(nèi)存在著電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿y軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它經(jīng)過(guò)圖中虛線上的P點(diǎn)(LL)后,粒子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間進(jìn)入一個(gè)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫出),之后粒子又從電場(chǎng)虛線邊界上的Q點(diǎn)(L,2L)沿與y軸正方向夾角為60°的方向進(jìn)入電場(chǎng),已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直xOy平面向里,大小為B,不計(jì)粒子重力。求:

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大。

(2)粒子到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的速度大。

(3)圓形磁場(chǎng)的最小橫截面積。

【答案】(1)(2)2v0.(3)

【解析】

(1)粒子從OP做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律列式可求解電場(chǎng)強(qiáng)度;(2)粒子過(guò)P點(diǎn)和Q點(diǎn)時(shí)速度大小相等豎直速度不變;(3)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)洛倫茲力等于向心力求解半徑,結(jié)合幾何關(guān)系求解圓形磁場(chǎng)的最小面積.

(1)如圖是粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,

粒子從OP做類平拋運(yùn)動(dòng),則有:

豎直方向Lv0t.

水平方向Lat2.

由牛頓第二定律Eqma.

解得E .

(2)粒子過(guò)P點(diǎn)和Q點(diǎn)時(shí)速度大小相等,設(shè)為v,y軸正方向夾角為θvxat

v.

tan θ

解得θ=60°,v=2v0.

(3)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),有qvBm

解得

粒子在Q點(diǎn)以與y軸正方向夾角為60°的方向進(jìn)入電場(chǎng),由幾何關(guān)系可知粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角為∠EOF=120°.

圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑rRcos 30°=R.

則圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小橫截面積S=πr2

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩正對(duì)且固定不動(dòng)的導(dǎo)熱氣缸,與水平成30°角,底部由體積忽略不計(jì)的細(xì)管連通、活塞a、b用不可形變的輕直桿相連,不計(jì)活塞的厚度以及活塞與氣缸的摩擦,a、b兩活塞的橫截面積分別為S1=10cm2,S2=20cm2,兩活塞的總質(zhì)量為m=12kg,兩氣缸高度均為H=10cm。氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,系統(tǒng)平衡時(shí)活塞a、b到氣缸底的距離均為L(zhǎng)=5cm(圖中未標(biāo)出),已知大氣壓強(qiáng)為P=105Pa.環(huán)境溫度為T0=300K,重力加速度g取10m/s2。求:

(1)若緩慢降低環(huán)境溫度,使活塞緩慢移到氣缸的一側(cè)底部,求此時(shí)環(huán)境的溫度;

(2)若保持環(huán)境溫度不變,用沿輕桿向上的力緩慢推活塞,活塞a由開(kāi)始位置運(yùn)動(dòng)到氣缸底部,求此過(guò)程中推力的最大值。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)要測(cè)定某金屬絲的電阻率,金屬絲的電阻大約為5 Ω。

(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d,讀數(shù)如圖所示,則直徑d_________mm。

(2)為了測(cè)定金屬絲的電阻,實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材:

A.電壓表:03 V,內(nèi)阻約為10 kΩ;015 V,內(nèi)阻約為50 kΩ

B.電流表:00.6 A,內(nèi)阻約為0.5 Ω;03 A,內(nèi)阻約為0.1 Ω

C.滑動(dòng)變阻器:010 Ω

D.滑動(dòng)變阻器:0100 Ω

E.兩節(jié)干電池

F.電鍵及導(dǎo)線若干

為多測(cè)量幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線連接完整如圖所示的實(shí)物電路___________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(填器材前面的字母代號(hào))。

(3)將電路正確連接后,閉合電鍵,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,測(cè)量多組電壓、電流的值,作出IU圖象,如圖所示,由圖象求得金屬絲的電阻為_________Ω;由于電表連接問(wèn)題導(dǎo)致電阻率的測(cè)量值_________(大于、等于小于”)真實(shí)值.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,同軸圓形區(qū)域內(nèi)、外半徑分別為R1=1 m、R2m,半徑為R1的圓內(nèi)分布著B1=2.0 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于紙面向外;外面環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域分布著B2=0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于紙面向內(nèi).一對(duì)平行極板豎直放置,極板間距d=cm,右極板與環(huán)形磁場(chǎng)外邊界相切,一帶正電的粒子從平行極板左板P點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)加速后通過(guò)右板小孔Q,垂直進(jìn)入環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域.已知點(diǎn)P、Q、O在同一水平線上,粒子比荷4×107C/kg,不計(jì)粒子的重力,且不考慮粒子的相對(duì)論效應(yīng).求:

(1) 要使粒子不能進(jìn)入中間的圓形磁場(chǎng)區(qū)域,粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑滿足什么條件?

(2) 若改變加速電壓大小,可使粒子進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域,且能豎直通過(guò)圓心O,則加速電壓為多大?

(3) P點(diǎn)出發(fā)開(kāi)始計(jì)時(shí),在滿足第(2)問(wèn)的條件下,粒子到達(dá)O點(diǎn)的時(shí)刻.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,MNPQ是水平帶等量異種電荷的平行金屬板,板長(zhǎng)為L,在PQ板的上方有垂直紙面向里的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電粒子甲以大小為v0的速度從MN板的右邊緣且緊貼M點(diǎn),沿平行于板的方向射入兩板間,結(jié)果甲粒子恰好從PQ板的左邊緣與水平方向成角飛入磁場(chǎng),就在甲粒子射入平行板一段時(shí)間后,與甲粒子完全相同的乙粒子從相同的位置以相同的速度射入平行板,結(jié)果兩粒子恰好相遇,粒子重力不計(jì).求

1)甲粒子在金屬板間從MQ運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)它所做的功W

2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B;

3)從甲粒子射出到與乙粒子相遇的時(shí)間t

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一,它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來(lái)產(chǎn)生微波,其振蕩原理與下述過(guò)程類似,已知靜電場(chǎng)的方向平行于x軸,其電勢(shì)qx的分布如圖所示,一質(zhì)量m1.0×1020kg,帶電荷量大小為q1.0×109C的帶負(fù)電的粒子從(10)點(diǎn)由靜止開(kāi)始,僅在電場(chǎng)力作用下在x軸上往返運(yùn)動(dòng)。忽略粒子的重力等因素,則(

A. x軸左側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與x軸正方向同向

B. x軸左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度E1和右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度E2的大小之比E1E221

C. 該粒子運(yùn)動(dòng)的周期T1.5×108s

D. 該粒子運(yùn)動(dòng)的最大動(dòng)能Ekm2×108J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球,用長(zhǎng)為L、伸長(zhǎng)可忽略的絕緣細(xì)線懸掛于豎直平面的O點(diǎn),豎直平面內(nèi)有一方向斜向上、與水平面成45°角的勻強(qiáng)電場(chǎng)。開(kāi)始時(shí)小球靜止在A點(diǎn),細(xì)線恰好水平,F(xiàn)用方向保持豎直向下的拉力F將小球沿圓弧緩慢拉到最低點(diǎn)B后再由靜止釋放,以下判斷正確的是

A. 小球從AB的過(guò)程中,繩子拉力逐漸變大

B. 小球從BA的過(guò)程,機(jī)械能增加了mgL

C. 小球從BA的過(guò)程,電勢(shì)能增加了2mgL

D. 若小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí),細(xì)線突然斷裂,小球?qū)⒆鰟蜃兯僦本運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直放置的U形光滑導(dǎo)軌寬L1m,與一電容器和理想電流表串聯(lián).導(dǎo)軌平面有垂直于紙面向外B1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),質(zhì)量為m0.01kg的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好,由靜止釋放后沿導(dǎo)軌下滑,此過(guò)程中電流表的示數(shù)恒為I0.05A.重力加速度g10 m/s2,不計(jì)一切阻力和電阻,求:

(1)金屬棒ab下滑的加速度大;

(2)金屬棒下滑h1m高度時(shí),電容器所儲(chǔ)存的電能;

(3)電容器的電容.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量m=1kg、長(zhǎng)L= 3m的平板車,其光滑上表面距離水平地面的高度h=0.2m,以速度v0=5m/s向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),AB是其左右兩個(gè)端點(diǎn)。從某時(shí)刻起對(duì)平板車施加一個(gè)大小為4N的水平向左的恒力F,并同時(shí)將一個(gè)小球輕放在平板車上的P點(diǎn)(可視為質(zhì)點(diǎn)),PB。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,小球從平板車脫離落到地面上。不計(jì)空氣阻力,g10m/s2。求:

(1)小球從放到平板車上開(kāi)始至落到地面所用的時(shí)間;

(2)小球落地瞬間,平板車的速度多大。

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