【題目】如圖所示,足夠大的平行擋板A1A2豎直放置,間距為LA1、A2上各有位置正對(duì)的小孔PQ。兩板間存在兩個(gè)方向都垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,水平面PQMN分別是兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)的理想邊界面。擋板A1的左側(cè)是方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從電場(chǎng)中的O點(diǎn)以大小為v0的初速度豎直向上射出,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從小孔P進(jìn)入Ⅰ區(qū),此時(shí)速度方向與豎直方向的夾角θ = 60。粒子進(jìn)入Ⅰ區(qū)運(yùn)動(dòng)之后,從PQ邊界上的 C1點(diǎn)第一次離開Ⅰ區(qū),C1點(diǎn)與擋板A1的距離為d,然后進(jìn)入沒(méi)有磁場(chǎng)的區(qū)域運(yùn)動(dòng),從MN邊界上的D1點(diǎn)(圖中未畫出)第一次進(jìn)入Ⅱ區(qū),D1點(diǎn)與擋板A1的距離為。不計(jì)重力,碰到擋板的粒子不予考慮。

(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)中O、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U和Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大;

(2)已知,最后粒子恰好從小孔Q射出,求Ⅱ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小可能是哪些值?

【答案】(1)(2)、、

【解析】(1)粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)過(guò)程,由動(dòng)能定理得

P點(diǎn)速度滿足

v0=vcosθ

解得O、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

粒子在Ⅰ區(qū)內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),有

粒子運(yùn)動(dòng)情況如圖,可得2r1cosθ=d

解得Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

(2)粒子在Ⅱ區(qū)內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),有

粒子運(yùn)動(dòng)情況如圖,粒子完成一個(gè)完整的周期性運(yùn)動(dòng),到達(dá)PQ邊界的C2點(diǎn)時(shí),與擋板A1的距離為

x=4d-r2

先不考慮粒子碰到擋板的情況下,恰好從小孔Q射出,有兩種情況。

①第一種情況是粒子斜向下射出小孔Q,對(duì)應(yīng)的條件是

Nx+d=L (n=1,2,3,……)

L=13d代入并整理可得

考慮到r2>0,則n>3

再考慮粒子不能碰到擋板,則需滿足條件

可解得

綜合以上條件,可知n只能取45兩個(gè)值,即r2=dr2=d

解得Ⅱ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的兩個(gè)可能值是

②第二種情況是粒子斜向上射出小孔Q,對(duì)應(yīng)的條件是

nx=L (n=1,2,3,……)

可得

考慮到r2>0,則n>3

粒子不能碰到擋板A2,需滿足條件

解得r2<d

綜合以上條件可知只能取n =4,即r2=d

解得Ⅱ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的另一個(gè)可能值是

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,生產(chǎn)車間有兩個(gè)相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙,甲的速度為v0,小工件離開甲前與甲的速度相同,并平穩(wěn)地傳到乙上,工件與乙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。乙的寬度足夠大,重力加速度為g,則( )

A. 若乙的速度為 v0,工件在乙上側(cè)向( 垂直于乙的運(yùn)動(dòng)方向)滑過(guò)的距離s=

B. 若乙的速度為 2v0,工件從滑上乙到在乙上側(cè)向滑動(dòng)停止所用的時(shí)間不變

C. 若乙的速度為 2v0,工件在乙上剛停止側(cè)向滑動(dòng)時(shí)的速度大小v=

D. 保持乙的速度 2v0 不變,當(dāng)工件在乙上剛停止滑動(dòng)時(shí),下一只工件恰好傳到乙上,如此反復(fù). 若每個(gè)工件的質(zhì)量均為m,除工件與傳送帶之間摩擦外,其他能量損耗均不計(jì),驅(qū)動(dòng)乙的電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率= mgμv0

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】國(guó)標(biāo)(GB/T)規(guī)定自來(lái)水在15℃時(shí)電阻率應(yīng)大于13 Ω·m。某同學(xué)利用圖甲電路測(cè)量15℃自來(lái)水的電阻率,其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接一細(xì)管,細(xì)管上加有閥門K以控制管內(nèi)自來(lái)水的水量,玻璃管兩端接有導(dǎo)電活塞(活塞電阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)器材還有:

電源(電動(dòng)勢(shì)約為3 V,內(nèi)阻可忽略); 電壓表V1(量程為3 V,內(nèi)阻很大);

電壓表V2(量程為3 V,內(nèi)阻很大);定值電阻R1(阻值4 kΩ);

定值電阻R2(阻值2 kΩ);電阻箱R(最大阻值9 999 Ω);

單刀雙擲開關(guān)S;導(dǎo)線若干;游標(biāo)卡尺;刻度尺。

實(shí)驗(yàn)步驟如下:

A.用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑d;

B.向玻璃管內(nèi)注滿自來(lái)水,并用刻度尺測(cè)量水柱長(zhǎng)度L;

C.把S撥到1位置,記錄電壓表V1示數(shù);

D.把S撥到2位置,調(diào)整電阻箱阻值,使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同,記錄電阻箱的阻值R;

E.改變玻璃管內(nèi)水柱長(zhǎng)度,重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟C、D,記錄每一次水柱長(zhǎng)度L和電阻箱阻值R

F.?dāng)嚅_S,整理好器材。

1)測(cè)玻璃管內(nèi)徑d時(shí)游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖乙,則d=_______ mm;

2)玻璃管內(nèi)水柱的電阻值Rx的表達(dá)式為:Rx=_______ (用R1、R2、R表示)。

3)利用記錄的多組水柱長(zhǎng)度L和對(duì)應(yīng)的電阻箱阻值R的數(shù)據(jù),繪制出如圖丙所示的關(guān)系圖象。則自來(lái)水的電阻率ρ=_______Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)。

4)本實(shí)驗(yàn)中若電壓表V1內(nèi)阻不是很大,則自來(lái)水電阻率測(cè)量結(jié)果將_____(填偏大”“不變偏小)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩豎直固定且正對(duì)放置的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)被活塞各封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞ab用剛性輕桿相連,上下兩活塞的橫截面積SaSb=1∶2,活塞處于平衡狀態(tài)時(shí),A、B中氣體的體積均為V0,溫度均為300 K,B中氣體壓強(qiáng)為0.75P0,P0為大氣壓強(qiáng)(兩活塞及桿質(zhì)量不計(jì),活塞與氣缸內(nèi)壁間摩擦不計(jì))。

(i)求A中氣體的壓強(qiáng);

(ii)現(xiàn)對(duì)B中氣體加熱,同時(shí)保持A中氣體溫度不變,活塞重新達(dá)到平衡狀態(tài)后,A中氣體的壓強(qiáng)為P0,求此時(shí)B中氣體的溫度。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某玩具為了模仿小動(dòng)物行走的姿勢(shì),設(shè)計(jì)了非圓形的輪子,F(xiàn)研究輪子受力情況,模型簡(jiǎn)化如圖,四分之一圓框架OABOA、OB邊初始位置分別處于水平和豎直方向上,光滑球形重物此時(shí)嵌在框架中與OA、OB、弧AB三邊恰好接觸但接觸處并沒(méi)有全部都產(chǎn)生彈力,F(xiàn)以O點(diǎn)為軸緩慢將框架在同一豎直平面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角,下列說(shuō)法正確的是

A. 轉(zhuǎn)動(dòng)0的過(guò)程,弧AB受到重物的壓力逐漸變大

B. 時(shí),弧AB受到重物的壓力最大

C. 轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,存在某一特定的角,此時(shí)弧ABOA板受到重物的壓力一樣大

D. 轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,OA、OB、弧AB受到重物壓力的最大值一樣大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,斜面1、曲面2和斜面3的頂端高度相同,底端位于同一水平面上,斜面1與曲面2的水平底邊長(zhǎng)度相同。一物體與三個(gè)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,當(dāng)它由靜止開始分別沿三個(gè)面從頂端下滑到底端的過(guò)程中,若損失的機(jī)械能分別為E1、E2E3,到達(dá)底端的速度分別為v1、v2、v3,則下列判斷正確的是

A. E1=E2>E3

B. E2>E1>E3

C. v1=v2<v3

D. v2< v1<v3

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可測(cè)量粉末狀物體的體積。導(dǎo)熱性能良好的密閉容器,頂部連接一氣壓計(jì)可測(cè)出容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng),容器左端與一個(gè)帶有活塞的氣缸相連,右端有一個(gè)小門。把小門開啟,將活塞置于圖中l位置,記錄此時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)po=1.00 atm。把小門封閉,將活塞緩慢推至圖中2位置,記錄此時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)p1=1.20 atm。此過(guò)程中,氣缸中氣體體積變化V=0.5 L。然后打開小門,將活塞恢復(fù)到l位置,放人待測(cè)粉末狀物體后封閉小門。再次將活塞緩慢推至2位置,記錄此時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)p2=1.25atm。整個(gè)過(guò)程中環(huán)境溫度不變,求待測(cè)粉末狀物體的體積。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在某電子設(shè)備中有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。AC、AD兩塊擋板垂直紙面放置,夾角為90°。一束電荷量為十q、質(zhì)量為m的相同粒子,從AD板上距A點(diǎn)為L的小孔P處以不同速率垂直于磁場(chǎng)方向射入,速度方向與AD板的夾角為60°,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。求:

(1)直接打在AD板上Q點(diǎn)的粒子,其從P運(yùn)動(dòng)到Q的時(shí)間是多少?

(2)直接垂直打在AC板上的粒子,其運(yùn)動(dòng)速率是多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在豎直平面上建立平面直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)固定絕緣光滑的半徑為R 的四分之一圓周軌道,軌道的兩個(gè)端點(diǎn)在坐標(biāo)軸上。一質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球從軌道上端由靜止開始滾下,已知電場(chǎng)強(qiáng)度,則( )

A. 小球在軌道最低點(diǎn)的速度大小為

B. 小球在軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為

C. 小球脫離軌道后,當(dāng)速度豎直向下時(shí)所在點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(-R,2R

D. 小球脫離軌道后,運(yùn)動(dòng)軌跡將經(jīng)過(guò)(0,9R)這一點(diǎn)

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