【題目】如圖所示,真空中區(qū)域I存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域II存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)和電場(chǎng)寬度均為d且長(zhǎng)度足夠長(zhǎng),圖中虛線是磁場(chǎng)與電場(chǎng)的分界線,Q為涂有熒光物質(zhì)的熒光板,電子打在Q板上能產(chǎn)生亮斑,F(xiàn)有一束電子從A處的小孔以速度 v0連續(xù)不斷地射入磁場(chǎng),入射方向平行紙面且與P板成300夾角。已知電子質(zhì)量為m,電荷量大小為e,區(qū)域II的電場(chǎng)強(qiáng)度,不計(jì)重力和電子間的相互作用力,求:
(1)若電子垂直打在Q板上,I區(qū)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1大小和電子到達(dá)Q板的速度。
(2)逐漸增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B1為保證Q板上出現(xiàn)亮斑,所加磁感應(yīng)強(qiáng)度B昀最大值。
【答案】(1);;(2)I區(qū)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值為
【解析】
(1)電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得,
可解得
若電子垂直打在Q板上,出磁場(chǎng)時(shí)須與磁場(chǎng)的右邊界垂直,如圖所示,
由幾何關(guān)系得r1cos30°=d,可解得
故I區(qū)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為
電子在電場(chǎng)中做勻減速直線運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理得,
解得
(2)電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程,由動(dòng)能定理得 ,
解得
若電子恰好打在Q板上,說明速度的方向剛好與Q板平行,設(shè)電子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度方向與虛線邊界間的夾角為θ,v0cosθ=v,解得θ=60°
在磁場(chǎng)中,由幾何關(guān)系知 r2cos30°+r2cos60°=d,
得,
此時(shí)
故I區(qū)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】用圖(1)所示的裝置可以測(cè)量氣體分子速率的大小。在小爐中金屬銀熔化并蒸發(fā),銀原子束通過小爐的小孔逸出,又通過狹縫S1、S2和S3進(jìn)入圓筒C內(nèi)的真空區(qū)域。若圓筒C的直徑為d且繞軸O以角速度ω旋轉(zhuǎn),某銀原子落在玻璃板G上的位置到b點(diǎn)的弧長(zhǎng)為s,則該銀原子的速率v =____________(已知)。經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間,落在玻璃板G上的銀原子的分布最接近圖(2)中的________圖。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,水平桌面上,質(zhì)量為小的物塊放在質(zhì)量為2m的長(zhǎng)木板的左端,物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ木板和桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,開始時(shí)物塊和木板均靜止,若在物塊上施加一個(gè)水平向右的恒力F,已知重力加速度為g,下列說法正確的是
A. 當(dāng)時(shí),物塊和木板一定發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)
B. 當(dāng)時(shí),物塊的加速度大小為
C. 當(dāng)時(shí),木板的加速度大小為
D. 不管力F多大,木板的加速度始終為0
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一半徑為R=0.2m的固定光滑圓弧軌道AB位于豎直平面內(nèi),軌道下端與一光滑水平直軌道相切于B點(diǎn),一小球M從距圓弧軌道最高點(diǎn)A高度為h=0.2m處由靜止釋放,并恰好沿切線進(jìn)入圓弧軌道,當(dāng)滑到水平面上后與靜止在水平面上且前端帶有輕彈簧的小球N碰撞,M、N質(zhì)量均為m=1Kg,g=10m/s2。下列說法正確的是
A. 小球M在圓弧軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中所受合外力方向始終指向軌道圓心
B. 輕彈簧被壓縮至最短時(shí),M和N的速度大小都是m/s
C. 輕彈簧被壓縮的過程中,M、N的總動(dòng)量和總動(dòng)能都保持不變
D. 輕彈簧被壓縮過程中的最大彈性勢(shì)能為4J
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】太陽(yáng)能電池帆板可以給衛(wèi)星、宇宙飛船提供能量。如圖甲,太陽(yáng)能電池在有光照時(shí),可以將光能轉(zhuǎn)化為電能,在沒有光照時(shí),可以視為一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為零的電學(xué)器件。
探究一:實(shí)驗(yàn)小組用測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法,用圖乙電路探究太陽(yáng)能電池被不透光黑紙包住時(shí)的I-U特性曲線。
(1)圖乙中虛線處______(填“需要”、“不需要’’)連接導(dǎo)線:滑動(dòng)變阻器如圖丙所示,開關(guān)閉合前,滑片應(yīng)移至______(填“A”、“B”)端。
(2)通過實(shí)驗(yàn),在圖上作出被黑紙包住的太陽(yáng)能電池的I-U特性曲線如圖,將其與一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為3V(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電源和阻值為5kΩ的定值電阻串聯(lián)在一起,它消耗的電功率約為____W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
探究二:在穩(wěn)定光照環(huán)境中,取下太陽(yáng)能電池外黑紙,并按圖丁電路丁測(cè)量金屬絲的電阻率”。
(3)該小組用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)讀數(shù)如圖戊所示,其直徑為____ mm
(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)I,金屬絲直徑為D、長(zhǎng)度為l,則金屬絲電阻率為____(用上述測(cè)量量表示)。
(5)考慮電壓表與電流表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,金屬絲電阻的測(cè)量值 _____ (填“大于”、“等于”、“小于”)真實(shí)值。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一電動(dòng)機(jī)與一電阻R串聯(lián)接在電源上,電源電動(dòng)勢(shì)E=20V,內(nèi)電阻r=1Ω,用理想電壓表測(cè)出電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為10V,已知電動(dòng)機(jī)的電阻RM=1Ω,電阻R=9Ω,則( )
A. 流過電動(dòng)機(jī)的電流為10A
B. 電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為100W
C. 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為9W
D. 電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為1W
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【題目】研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示,用光強(qiáng)相同的黃光和藍(lán)光照射光電管陰極K時(shí),測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為U1和U2,產(chǎn)生的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化規(guī)律如圖(b)所示。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為-e,黃光和藍(lán)光的頻率分別為ν1和ν2,且ν1<ν2。則下列判斷正確的是
A. U1>U2
B. 圖(b)中的乙線是對(duì)應(yīng)黃光照射
C. 根據(jù)題述條件無(wú)法算出陰極K金屬的極限頻率
D. 用藍(lán)光照射時(shí),光電子的最大初動(dòng)能為eU2
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,理想變壓器原線圈兩端A、B接在電動(dòng)勢(shì)E=8V、內(nèi)阻r=2Ω的交流電源上,理想變壓器的副線圈兩端與滑動(dòng)變阻器R相連,滑動(dòng)變阻器阻值可在0~10Ω范圍內(nèi)變化,變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2 ,下列說法正確的是
A. 副線圈兩端輸出電壓U2=16V
B. 副線圈中的電流I2=2A
C. 當(dāng)電源輸出功率最大時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值R=8Ω
D. 當(dāng)電源輸出功率最大時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值R=4Ω
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在一固定水平放置的閉合導(dǎo)體圓環(huán)正上方,有一條形磁鐵從靜止開始下落,下落過程中始終保持豎直方向,起始高度為h,最后落在水平地面上。若不計(jì)空氣阻力,重力加速度取g,下列說法中正確的是
A. 磁鐵下落的整個(gè)過程中,圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向始終為順時(shí)針方向(俯視圓環(huán))
B. 磁鐵落地時(shí)的速率一定等于
C. 磁鐵在整個(gè)下落過程中,它的機(jī)械能不變
D. 磁鐵在整個(gè)下落過程中,圓環(huán)受到它的作用力總是豎直向下的
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