【題目】如圖,兩個水平寬度均為d=0.2m的相鄰區(qū)域Ⅰ、Ⅱ存在磁場和電場,其中區(qū)域Ⅰ有勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T,區(qū)域Ⅱ有水平向左的勻強(qiáng)電場E。某帶正電微粒從區(qū)域Ⅰ的左側(cè)某點射入磁場,入射速度大小v=103m/s,與水平方向成30°。已知微粒的比荷,不計重力。
(1)為了使微粒不從Ⅱ區(qū)域的右側(cè)射出電場,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E至少為多大;
(2)現(xiàn)將區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度改變?yōu)?/span>B'=0.2T,通過調(diào)節(jié)E的大小,微粒在整個場區(qū)運動的時間不同,求微粒從進(jìn)入到射出場區(qū)的最長時間。(結(jié)果用根式表示)
【答案】(1)E=1.0×102V/m;(2)
【解析】
(1)粒子在磁場中做圓周運動,有
得:
代入數(shù)據(jù)解得:
由題知d=0.2m則
由幾何關(guān)系得,粒子在磁場中圓運動的圓心在磁場的右邊界線,粒子平行于電場射入電場,粒子運動軌跡如圖所示
粒子進(jìn)入電場時,初速度大小為v,粒子在電場中向右做勻減速直線運動,要使粒子不射出電場,粒子在電場中運動距離應(yīng)小于d,考慮臨界,由動能定理有
解得:
代入數(shù)據(jù)得:
(2)當(dāng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?/span>B'時,有
代入數(shù)據(jù)得,微粒的運動半徑為
由幾何關(guān)系得,微粒運動的圓心恰好在磁場區(qū)域的正中間,微粒在磁場中出射點與入射點在同一水平線,且出射速度方向與水平方向夾角為,粒子進(jìn)入電場做類斜拋運動,經(jīng)分析知,粒子在場區(qū)運動的最長時間即粒子軌跡恰好與電場右邊界相切,如圖所示
從粒子進(jìn)入磁場到射入電場運動時間
粒子在電場中運動總時間為t2,考慮類斜拋軌跡對稱,在水平方向有
解得:
由對稱性知,粒子第二次在磁場中運動的時間
粒子在整個場區(qū)運動的最長時間
代入數(shù)據(jù)得:
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中,科學(xué)家總結(jié)出了許多物理學(xué)方法,如理想實驗法、控制變量法、極限思維法、類比法和建立物理模型法等,以下關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述中不正確的是( )
A.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時,用質(zhì)點來代替物體的方法叫理想模型法
B.根據(jù)速度的定義式,當(dāng)非常小時,就可以表示物體在t時刻的瞬時速度,該定義運用了極限思維法
C.定義加速度概念時,用表示速度變化快慢運用了極限思維的方法
D.在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時,把整個運動過程等分成很多小段,每小段近似看做勻速直線運動,然后把各小段的位移相加,這里運用了微元法
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,內(nèi)壁光滑的氣缸固定在水平地面上,活塞的質(zhì)量為m=1kg、面積為S=10 cm2,一勁度系數(shù)為k=200 N/m的彈簧一端連接在活塞下表面的中心,另一端連接在地面上水平放置的力傳感器上,彈簧處于豎直狀態(tài)。已知活塞上方被封閉的理想氣體壓強(qiáng)為p1=8×104Pa,長度為L=15cm,溫度為T=300 K,活塞下方的氣體和外界大氣是連通的,外界大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求彈簧的形變量;
(2)通過給電阻絲通電,緩慢升高封閉氣體的溫度,當(dāng)傳感器的示數(shù)大小和未加熱氣體時的示數(shù)大小相同時,求此時封閉氣體的溫度。
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【題目】某運動員做跳傘訓(xùn)練,他從懸停在空中的直升機(jī)上由靜止跳下,跳離一段時間后打開降落傘做減速下落。他打開降落傘后的速度圖線如圖a。降落傘用8根對稱的繩懸掛運動員,每根繩與中軸線的夾角均為α=37°,如圖b。已知人的質(zhì)量為50kg,降落傘質(zhì)量也為50kg,不計人所受的阻力,打開傘后傘所受阻力f與速率v成正比,即(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:
(1)打開降落傘前人下落的距離;
(2)阻力系數(shù)k和打開傘瞬間的加速度a的大小和方向;
(3)懸繩能夠承受的拉力至少為多少?
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【題目】如圖所示,重物通過滑輪牽引小車,使它在長木板上運動,打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況,利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗,重物質(zhì)量m,小車質(zhì)量M已通過實驗測得。
(1)打點計時器使用的電源是________(填選項前的字母)。
A.交流電源B.直流電源
(2)實驗中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正確操作方法是________(填選項前的字母)。
A.不掛重物,小車靜止放在木板上,把長木板右端逐漸墊高,直到小車開始運動,不再改變右端高度,即認(rèn)為平衡了摩擦力和其他阻力
B.小車靜止放在木板上,掛上重物,給重物下邊再逐漸添加鉤碼,觀察小車能否運動,小車能向下運動時,即認(rèn)為平衡了摩擦力和其他阻力
C.不掛重物,把長木板右端逐漸墊高,打開電源,輕推小車,通過觀察小車運動后打點計時器打點是否均勻,如果均勻,則認(rèn)為平衡了摩擦力和其他阻力
(3)接通電源,釋放小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,將打下的第一個點標(biāo)為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數(shù)點,已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T。測得A、B、C……各點到O點的距離分別為x1、x2、x3……,如圖所示,實驗中,重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg,從打O點到打B點的過程中,拉力對小車做的功WOB=________,打B點時小車的動能為EkB=________。
(4)選取紙帶上不同點,可以通過作Ek-W來探究動能定理。
假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響,若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件,該同學(xué)仍然認(rèn)為小車所受拉力大小為mg,則從理論上分析,小車的動能Ek與拉力對小車做功W的圖像可能圖中的_______。
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【題目】某同學(xué)學(xué)過自由落體運動規(guī)律后,對自家房上下落的雨滴產(chǎn)生了興趣.他坐在窗前發(fā)現(xiàn)從屋檐每隔相等時間滴下一滴水,當(dāng)?shù)?/span>5滴正欲滴下時,第1滴剛好落到地面,而第4滴與第2滴分別位于高1.6m的窗子的上、下沿,該同學(xué)在自己的作業(yè)本上畫出了雨滴下落同自家房子尺寸的關(guān)系圖,如圖所示,其中2點和4點之間的小矩形表示他正對的窗子, g取10 m/s2. 請問:
(1)他家屋檐離地面多高?
(2)滴水的時間間隔是多少?
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【題目】如圖所示,絕熱隔板K把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分,K與氣缸壁的接觸是光滑的。兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b.氣體分子之間相互作用力忽略不計.現(xiàn)通過電熱絲對氣體a加熱一段時間后,a、b各自達(dá)到新的平衡.則
A. a的體積增大了,壓強(qiáng)變小了
B. a增加的內(nèi)能大于b增加的內(nèi)能
C. 加熱后a的分子熱運動比b的分子熱運動更激烈
D. b的體積減小,壓強(qiáng)增大,但溫度不變
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【題目】在水平地面上有一質(zhì)量為m = 4.0kg的物體,在水平拉力F的作用下,由靜止開始運動.當(dāng)t1=10s后,拉力大小減為F/3.該物體的v-t圖像如圖所示,g取10m/S2.求:
(1)物體受到的水平拉力F的大;
(2)物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ.
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【題目】在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xoy,x軸沿水平方向,如圖甲所示.第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E1.坐標(biāo)系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)交變磁場,電場方向豎直向上,場強(qiáng)E2=,勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面.處在第三象限的某種發(fā)射裝置(圖中沒有畫出)豎直向上射出一個比荷=102C/kg的帶正電的微粒(可視為質(zhì)點),該微粒以v0=4m/s的速度從-x上的A點進(jìn)入第二象限,并以v1=8m/s速度從+y上的C點沿水平方向進(jìn)入第一象限.取微粒剛進(jìn)入第一象限的時刻為0時刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化(以垂直紙面向外的磁場方向為正方向),g=10m/s2.試求:
(1)帶電微粒運動到C點的縱坐標(biāo)值h及電場強(qiáng)度E1;
(2)+x軸上有一點D,OD=OC,若帶電微粒在通過C點后的運動過程中不再越過y軸,要使其恰能沿x軸正方向通過D點,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0及其磁場的變化周期T0為多少?
(3)要使帶電微粒通過C點后的運動過程中不再越過y軸,求交變磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B0和變化周期T0的乘積B0T0應(yīng)滿足的關(guān)系?
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