【題目】如圖所示,在xOy平面的第二象限有一場強為E的勻強電場,電場的方向平行于y軸向上;在第四象限有一勻強磁場,方向垂直于紙面。平面內其他部分為真空。有一質量為m,電荷量-q的質點由電場左側平行于x軸以初速度v0射入電場。質點到達x軸上M點時,速度方向與x軸的夾角為θ,M點與原點O的距離為d。接著,質點進入磁場,并從y軸上的N點(圖中沒有畫出)垂直于y軸飛離磁場。不計重力影響。
求:(1)A點的橫坐標;
(2)勻強磁場的磁感應強度強B的大小和方向;
(3)質點從A到N的時間。
【答案】(1);(2);
(3)
【解析】試題分析:質點在第二象限的電場中做類平拋運動,穿過y軸進入第一象限做勻速直線運動交x軸與M點,從M點進入第四象限后做勻速圓周運動,軌跡如圖所示,為圓心。
(1)由幾何關系可知,質點在電場中做類平拋運動,速度偏角為θ,設質點出電場時的速度為v,豎直方向分速度為vy。
豎直方向分速度:
加速度:
又:
質點在電場中的運動時間:
水平位移:
故A點的橫坐標為
(2)質點進入第三象限后,在磁場中做圓周運動,軌跡如圖所示,圓心為。
由幾何關系可知,軌跡半徑
質點做圓周運動的速度:
洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律有:
解得磁感應強度:
(3)質點在第二象限內做勻速直線運動,運動時間
質點在第三象限做圓周運動,由幾何關系可知圓心角為
運動時間
已知質點在第一象限內運動時間
從A到M的總時間為
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【題目】地球和火星繞太陽公轉可視為勻速圓周運動,忽略行星自轉影響。根據(jù)下表,火星和地球相比( )
行星 | 星體半徑/m | 星體質量/kg | 公轉軌道半徑/m |
地球 | 6.4×106 | 6.0×1024 | 1.5×1011 |
火星 | 3.4×106 | 6.4×1023 | 2.3×1011 |
A.火星的公轉周期較大
B.火星公轉的向心加速度較大
C.火星表面的重力加速度較小
D.火星的第一宇宙速度較大
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【題目】現(xiàn)有一廢舊電池,無法從標簽上看清其電動勢等數(shù)據(jù),F(xiàn)進行如下實驗操作:
(1)選取多用電表的直流電壓10V擋,將兩表筆直接接到電池的正、負兩極,指針偏轉情況如圖所示,由此可知其電動勢約為_________V。是否可以利用多用電表的歐姆擋直接粗測電源內阻.
答:_________(選填“可以”或“不可以”)
(2)現(xiàn)要更加準確測量其電動勢和內電阻。實驗室備有下列器材:
A.電流表A (量程0.6A,內阻為3Ω)
B.電壓表Vl (量程3V,內阻為RVl=3kΩ)
C.電壓表V2 (量程30V,內阻為Rv2=30kΩ)
D.定值電阻R1=500Ω
E.定值電阻R2=5000Ω
F.滑動變阻器R(阻值范圍0~30Ω)
G.開關及導線
①該實驗中電壓表應選________.定值電阻應選_______。(均選填選項前的字母序號)
②在方框中畫出實驗電路圖
③將實物連線圖補充完整
④若將滑動變阻器打到某一位置,讀出此時電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)為I,則電源電動勢和內阻間的表達式為(要求無系統(tǒng)誤差)__________________。
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【題目】圓形區(qū)域內有垂直于紙面的勻強磁場,三個質量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c以不同的速率沿著AO方向對準圓心O射入磁場,其運動軌跡如圖所示.若帶電粒子只受磁場力的作用,則下列說法正確的是( )
A.a粒子速率最大
B.c粒子速率最大
C.c粒子在磁場中運動的時間最長
D.它們做圓周運動的周期Ta<Tb<Tc
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【題目】兩位同學在實驗室中利用如圖(a)所示的電路測定值電阻R0、電源的電動勢E和內電阻r,調節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時,一個同學記錄的是電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù),另一位同學記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù).并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖(b)所示的兩條UI圖線.回答下列問題:
(1)根據(jù)甲、乙兩同學描繪的圖線,可知
A.甲同學是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)
B.甲同學是根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)
C.乙同學是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)
D.乙同學是根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)
(2)根據(jù)圖(b),可以求出定值電阻R0=________Ω,電源電動勢E=________V,內電阻r=________Ω.
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【題目】如圖所示,一個內壁光滑絕緣的環(huán)形細圓筒軌道豎直放置,環(huán)的半徑為R,圓心O與A端在同一豎直線上,在OA連線的右側有一豎直向上的場強的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,F(xiàn)有一個質量為m、電荷量為+q的小球(可視為質點)從圓筒的C端由靜止釋放,進入OA連線右邊的區(qū)域后從該區(qū)域的邊界水平射出,然后,剛好從C端射入圓筒,圓筒的內徑很小,可以忽略不計。
(1)小球第一次運動到A端時,對軌道的壓力為多大?
(2)勻強磁場的磁感應強度為多大?
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【題目】圖為“驗證牛二”的實驗裝置示意圖。砂和砂桶的總質量為,小車和砝碼的總質量為M。實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小。
(1)實驗中,為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調節(jié)長木板一端滑輪的高度,使細線與長木板平行。接下來還需要進行的一項操作是( )
A.將長木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電,調節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽引下運動,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動。
B.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動。
C.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,撤去紙帶以及砂和砂桶,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運動。(2)實驗中,為了使m的重力能約等于細線對小車的拉力,要進行質量m和M的選取,以下最合理的一組是( )
A.M=200,=10、15、20、25、30、40
B.M=200,=20、40、60、80、100、120
C.M=400,=10、15、20、25、30、40
D.M=400,=20、40、60、80、100、120
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【題目】在“測定電源的電動勢和內電阻”的實驗中,備有下列器材:
A、待測的干電池一節(jié)
B、電流表(量程,內阻)
C、電流表(量程,內阻)
D、滑動變阻器
E、電阻箱
F、開關和若干導線
(1)某同學發(fā)現(xiàn)上述器材中沒有電壓表,他想利用其中的一個電流表和電阻箱改裝成一塊電壓表,其量程為,并設計了下圖所示的兩個參考實驗電路(虛線框內為改裝電壓表的電路),其中合理的是 (選填“a”或“b”)電路;此時的阻值應取 。
(2)下圖為該同學根據(jù)合理電路所繪出的圖像,試寫出和的關系式____(為電流表的示數(shù),為電流表的示數(shù))。根據(jù)該圖線可得被測電池的電動勢 ,內阻 。(保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】如下圖所示,勻強磁場中有一矩形閉合線圈abcd,線圈平面與磁場垂直。 已知線圈的匝數(shù)N=100,邊長ab =1.0m、bc=0.5m,電阻r=2。 磁感應強度B在0到1s內從零均勻變化到0.2T。 在1到5s內從0.2T均勻變化到-0.2T,取垂直紙面向里為磁場的正方向。求:
(1)0.5s時線圈內感應電動勢的大小E和感應電流的方向;
(2)在1到5s內通過線圈的電荷量q;
(3)在0到5s內線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q。
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