【題目】(14分)如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi),第一象限存在著沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng);M是x軸上的一點(diǎn),在第四象限里過(guò)M點(diǎn)的虛線平行y軸,在虛線右邊區(qū)域存在方向垂直于坐標(biāo)平面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出),F(xiàn)有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從y軸上P(0,L)點(diǎn),以平行于x軸方向的初速度v0射入電場(chǎng),并恰好從M點(diǎn)處射出電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng),粒子從有界磁場(chǎng)中射出后,恰好通過(guò)y軸上Q(0,–3L)點(diǎn),且射出時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向的夾角θ=30°,不計(jì)帶電粒子的重力。求:
(1)M點(diǎn)的坐標(biāo)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度;
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向;
(3)帶電粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間。
【答案】(1)(,0) (2)垂直坐標(biāo)平面向外、(3)
【解析】(1)帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示
由圖可知,帶電粒子離開電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度,加速度(2分)
解得(1分)
運(yùn)動(dòng)時(shí)間(1分)
沿x軸方向的位移,所以M點(diǎn)的坐標(biāo)是(,0)(1分)
(2)由左手定則可知,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于坐標(biāo)平面向外(1分)
由幾何關(guān)系,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,又(1分)
解得:r=L(1分)
帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度(1分)
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供,有(1分)
解得(1分)
(3)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間(1分)
帶電粒子離開勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間(1分)
帶電粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間(1分)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,BC為半徑等于豎直放置的光滑細(xì)圓管,O為細(xì)圓管的圓心,在圓管的末端C連接傾斜角為45°、μ=0.6的足夠長(zhǎng)粗糙斜面,一質(zhì)量為m=0.5kg的小球從O點(diǎn)正上方某處A點(diǎn)以V0水平拋出,恰好能垂直O(jiān)B從B點(diǎn)進(jìn)入細(xì)圓管,小球從進(jìn)入圓管開始受到始終豎直向上的力F=5N的作用,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圓管的末端C時(shí)作用力F立即消失,能平滑的沖上粗糙斜面.(g=10m/s2)求:
(1)小球從O點(diǎn)的正上方某處A點(diǎn)水平拋出的初速度v0為多少?
(2)小球在圓管中運(yùn)動(dòng)對(duì)圓管的壓力是多少?
(3)小球在CD斜面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在紙面內(nèi)有一個(gè)邊長(zhǎng)為L的等邊三角形abc,有一個(gè)質(zhì)量為m,電量為q的帶正電的粒子從a點(diǎn)以速度沿平行于紙面且垂直于bc邊的方向進(jìn)入該區(qū)域,若在該區(qū)域內(nèi)只存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),該粒子恰能從c點(diǎn)離開;若該區(qū)域內(nèi)只存在平行于bc邊的勻強(qiáng)電場(chǎng),該粒子恰好從b點(diǎn)離開(不計(jì)粒子重力)。
(1)判斷勻強(qiáng)磁場(chǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向;
(2)計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩輪平衡車(如圖所示)廣受年輕人的喜愛。它的動(dòng)力系統(tǒng)由電池驅(qū)動(dòng),能夠輸出的最大功率為P0。小明駕駛平衡車在水平路面上沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的阻力恒為f,已知小明和平衡車的總質(zhì)量為m,在以下討論中,忽略小明身體姿態(tài)調(diào)整引起的重心位置的變化,并忽略小明對(duì)系統(tǒng)做的功。
(1)求平衡車能達(dá)到的最大行駛速度vm;
(2)假設(shè)啟動(dòng)過(guò)程是由靜止開始的加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng),平衡車達(dá)到最大功率所用的時(shí)間t為多少?
(3)小明想研究此平衡車在一定條件下的續(xù)航里程。他設(shè)想以某一恒定速度行駛直至能量耗盡,若忽略啟動(dòng)和停止過(guò)程平衡車的能量消耗及位移,則可由平衡車行駛的速度和時(shí)間,利用公式x=vt估算出平衡車單次行駛的最大距離x。除此之外,請(qǐng)你再提供一種估算的方法,說(shuō)明還需要哪些物理量,并給出最大距離的表達(dá)式。(注意:需要用到題目中沒有給出的物理量,請(qǐng)?jiān)诮獯疬^(guò)程中做必要的說(shuō)明)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于磁通量,下列說(shuō)法正確的是
A. 穿過(guò)某個(gè)面的磁通量為零,該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度也為零
B. 當(dāng)平面跟磁場(chǎng)方向平行時(shí),穿過(guò)這個(gè)平面的磁通量必為零
C. 面積越大,通過(guò)這個(gè)面的磁通量就越大
D. 穿過(guò)某一平面的磁通量越大,該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度也越大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,AB、CD是兩根足夠長(zhǎng)的固定光滑平行金屬導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌間的距離為L,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在導(dǎo)軌的 AC端連接一個(gè)阻值為 R的電阻,一根質(zhì)量為m、垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab,從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,導(dǎo)軌和金屬棒的電阻都不計(jì),求
(1)此過(guò)程中ab棒的最大速度。。
(2)若金屬棒達(dá)到該速度時(shí)沿導(dǎo)軌恰好下滑了距離為L(zhǎng),求該過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示電路,理想變壓器原線圈輸入電壓如圖乙所示,副線圈電路中定值電阻R0=22Ω,R是滑動(dòng)變阻器,變壓器原副線圈匝數(shù)比為10:1,所有電表均為理想電表.下列說(shuō)法正確的是
A. 副線圈兩端電壓u隨t變化的規(guī)律為
B. 電壓表的示數(shù)約為220V
C. 當(dāng)R調(diào)為0時(shí),A1示數(shù)為0.1A
D. 滑動(dòng)片P向上移時(shí),電流表A2示數(shù)變小,A1示數(shù)變大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】輕質(zhì)彈簧一端懸掛于天花板,另一端與一小木塊相連處于靜止?fàn)顟B(tài),一子彈以水平速度v瞬間射穿木塊,不計(jì)空氣阻力
A. 子彈射穿木塊的過(guò)程中,子彈與木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒
B. 子彈射穿木塊后,木塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒
C. 木塊在向右擺動(dòng)過(guò)程中,木塊的動(dòng)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和在變小
D. 木塊在向右擺動(dòng)過(guò)程中重力的功率在變小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩足夠長(zhǎng)的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角α=30°,導(dǎo)軌電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上。長(zhǎng)為的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R。兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路,燈泡的電阻RL=3R,電阻箱電阻調(diào)到R′=6R,重力加速度為g,F(xiàn)閉合開關(guān)S,給金屬棒施加一個(gè)方向垂直于桿且平行于導(dǎo)軌平面向上的、大小為的恒力,使金屬棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)。
(1)求金屬棒能達(dá)到的最大速度;
(2)若金屬棒向上滑行L時(shí)速度恰好最大,求金屬棒上滑2L的過(guò)程中,金屬棒上產(chǎn)生的電熱;
(3)若改變R′的阻值,當(dāng)R′為何值時(shí),在金屬棒達(dá)到最大速度后,R′消耗的功率最大?消耗的最大功率為多少?
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