【題目】如圖,豎直平面內(nèi)放著兩根間距L = 1m、電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)平行金屬板M、N,兩板間接一阻值R= 2Ω的電阻,N板上有一小孔Q,在金屬板M、N及CD上方有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0= 1T的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),N板右側(cè)區(qū)域KL上、下部分分別充滿方向垂直紙面向外和向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1=3T和B2=2T。有一質(zhì)量M = 0.2kg、電阻r =1Ω的金屬棒搭在MN之間并與MN良好接觸,用輸出功率恒定的電動(dòng)機(jī)拉著金屬棒豎直向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)金屬棒達(dá)最大速度時(shí),在與Q等高并靠近M板的P點(diǎn)靜止釋放一個(gè)比荷的正離子,經(jīng)電場(chǎng)加速后,以v =200m/s的速度從Q點(diǎn)垂直于N板邊界射入右側(cè)區(qū)域。不計(jì)離子重力,忽略電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),取g=。求:
(1)金屬棒達(dá)最大速度時(shí),電阻R兩端電壓U;
(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率P;
(3)離子從Q點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)后恰好不會(huì)回到N板,Q點(diǎn)距分界線高h等于多少。
【答案】(1)2V(2)9W(3)
【解析】試題分析:(1)離子從P運(yùn)動(dòng)到Q,由動(dòng)能定理:①
解得R兩端電壓②
(2)電路的電流③
安培力④
受力平衡⑤
由閉合電路歐姆定律⑥
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)⑦
功率⑧
聯(lián)立②-⑧式解得:電動(dòng)機(jī)功率⑨
(3)如圖所示,設(shè)離子恰好不會(huì)回到N板時(shí),對(duì)應(yīng)的離子在上、下區(qū)域的運(yùn)動(dòng)半徑分別為和,圓心的連線與N板的夾角為φ。
在磁場(chǎng)中,由⑩
解得運(yùn)動(dòng)半徑為11
在磁場(chǎng)中,由12
解得運(yùn)動(dòng)半徑為13
由幾何關(guān)系得14
15
解 ⑩--15得:16
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】物理學(xué)史中,首先把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理結(jié)合起來,進(jìn)行科學(xué)研究的物理學(xué)家是
A. 亞里士多德 B. 伽利略 C. 牛頓 D. 愛因斯坦
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一條紅色光線和另一條紫色光線,以不同的角度同時(shí)沿不同的半徑方向射入同一塊橫截面為半圓形的玻璃柱體,其透射光線都是由圓心O點(diǎn)沿OC方向射出。則可知( )
A. 擋住BO光線,OC光線是紅光
B. 擋住BO光線,OC光線是紫光
C. AO光線較BO光線穿過玻璃柱體所需時(shí)間短
D. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光由AO光線變?yōu)锽O光線,則干涉亮條紋間距變小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,真空中電量均為Q的兩正點(diǎn)電荷,固定于一絕緣正方體框架的兩側(cè)面ABB1A1和DCC1D1中心連線上,且兩電荷關(guān)于正方體中心對(duì)稱,則
A. A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)的電勢(shì)相同
B. A1、B1、C1、D1四個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C. 負(fù)檢驗(yàn)電荷q在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在C1點(diǎn)的電勢(shì)能
D. 正檢驗(yàn)電荷q從C點(diǎn)移到C1點(diǎn)過程電場(chǎng)力對(duì)其做正功
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,用長(zhǎng)為L的輕桿連著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則下列說法中正確的是 ( )
A. 小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受的向心力一定為重力
B. 小球在最高點(diǎn)時(shí)輕桿受到作用力可能為零
C. 若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則其在最高點(diǎn)的速率為
D. 小球過最低點(diǎn)輕桿對(duì)小球的拉力可能等于小球的重力
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一寬40cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.一邊長(zhǎng)為20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi),以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v=20cm/s通過磁場(chǎng)區(qū)域.在運(yùn)動(dòng)過程中,線框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行,取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻t=0,在下圖所示的圖線中,能正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是( )
A. B.
C. D.
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【題目】關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律,下列說法中正確的是( )
A. 只要入射光的波長(zhǎng)小于該金屬的極限波長(zhǎng),光電效應(yīng)就能產(chǎn)生
B. 光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度成正比
C. 發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于10-7s
D. 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光頻率成正比
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在半徑為r=10cm的輪軸上懸掛一個(gè)質(zhì)量為M=3kg的水桶,軸上分布著6根手柄,柄端有6個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的金屬小球。球離軸心的距離為L(zhǎng)=50cm,輪軸、繩及手柄的質(zhì)量以及摩擦均不計(jì)。開始時(shí)水桶在離地面某高度處,釋放后水桶帶動(dòng)整個(gè)裝置轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)n(未知量)周時(shí),測(cè)得金屬小球的線速度v1=5m/s,此時(shí)水桶還未到達(dá)地面,g=10m/s2,求:
(1)轉(zhuǎn)動(dòng)n周時(shí),水桶重力做功的功率P;
(2)n的數(shù)值。
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【題目】如圖所示,點(diǎn)電荷+2Q、-Q分別置于M、N兩點(diǎn),O點(diǎn)為MN連線的中點(diǎn),點(diǎn)a、b在MN連線上,點(diǎn)c、d在MN中垂線上,它們均關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱.下列說法正確的是( )
A. c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B. a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相同
C. 將電子沿直線從c移到d,電場(chǎng)力對(duì)電子先做負(fù)功再做正功
D. 將電子沿直線從a移到b,電子的電勢(shì)能一直增大
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