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【題目】如圖所示,在坐標系xOy中,第一象限內充滿著兩個勻強磁場a和b,OP為分界線,在磁場a中,磁感應強度為2B,方向垂直于紙面向里,在磁場b中,磁感應強度為B,方向垂直于紙面向外,P點坐標為(4l,3l).一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子從P點沿y軸負方向射入磁場b,經過一段時間后,粒子恰能經過原點O,不計粒子重力.求:

(1)粒子從P點運動到O點的最短時間是多少?

(2)粒子運動的速度可能是多少?

【答案】(1) (2) (n=1,2,3…)

【解析】(1)設粒子的入射速度為v,用Ra、Rb、Ta、Tb分別表示粒子在磁場a中和磁場b中運動的軌道半徑和周期,則有Ra,Rb,Ta,Tb

當粒子先在區(qū)域b中運動,后進入區(qū)域a中運動,然后從O點射出時,粒子從P點運動到O點所用的時間最短,如圖所示.

根據幾何知識得tanα=,故α=37°.

粒子在區(qū)域b和區(qū)域a中運動的時間分別為

tbTb,taTa

故從P點運動到O點的時間為

t=ta+tb.

(2)由題意及上圖可知

n(2Racosα+2Rbcosα)=.

解得v= (n=1,2,3,…).

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【題目】如圖所示,在與水平方向成θ=30°角的平面內放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道,其電阻可忽略不計。空間存在著勻強磁場,磁感應強度B=0.4T,方向垂直軌道平面向上,軌道底端連有電阻R=0.2Ω。導體棒ab、cd垂直于軌道放置,且與金屬軌道接觸良好,每根導體棒的質量均為m=0.1kg,導體棒ab電阻r=0.1Ω,導體棒cd阻值與R相同。金屬軌道寬度l=0.5m,F(xiàn)先設法固定導體棒cd,對導體棒ab施加平行于軌道向上的恒定拉力,使之由靜止開始沿軌道向上運動。導體棒ab沿軌道運動距離為S=3.25m時速度恰好達到最大,此時松開導體棒cd發(fā)現(xiàn)它恰能靜止在軌道上。取g=10m/s2, 求:

(1)導體棒ab的最大速度

(2)導體棒ab達到最大速度時,cd棒消耗的電功率

(3)導體棒ab從開始到運動距離為S的過程中電阻R上產生的總熱量

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【題目】真空中存在豎直向上的勻強電場和水平方向的勻強磁場,一質量為m、帶電荷量為q的物體以速度v在豎直平面內做半徑為R的勻速圓周運動.假設t=0時刻,物體在運動軌跡的最低點且重力勢能為零,電勢能也為零,則下列說法錯誤的是( )

A.物體帶正電且逆時針運動

B.在物體運動的過程中,機械能守恒,且機械能E=mv2

C.在物體運動的過程中,重力勢能隨時間變化的關系為Ep=mgR

D.在物體運動的過程中,電勢能隨時間變化的關系為E=mgR

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【題目】如圖所示,矩形MNPQ區(qū)域內有方向垂直于紙面的勻強磁場,有5個帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場邊界進入磁場,在紙面內做勻速圓周運動,運動軌跡為相應的圓弧,這些粒子的質量,電荷量以及速度大小如下表所示.

粒子編號

質量

電荷量(q>0)

速度大小

1

m

2q

v

2

2m

2q

2v

3

3m

-3q

3v

4

2m

2q

3v

5

2m

-q

v

由以上信息可知,從圖中abc處進入的粒子對應表中的編號分別為( )

A.3,5,4 B.4,2,5

C.5,3,2 D.2,4,5

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【題目】如下圖甲所示,理想變壓器原線圈通有正弦式交變電流,副線圈接有3個電阻和一個電容器。已知R1 =R3 =20Ω,R 2 =40Ω,原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,原線圈的輸入功率為P=35W,已知通過R1 的正弦交流電如下圖乙所示。求:

(1)原線圈輸入電壓;

(2)電阻R 2 的電功率;

(3)電容器C流過的電流。

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【題目】如圖甲所示,物塊A、B的質量分別是mA4.0 kgmB3.0 kg.用輕彈簧拴接后放在光滑的水平地面上,物塊B右側與豎直墻相接觸另有一物塊Ct0時以一定速度向右運動,t4 s時與物塊A相碰并立即與A粘在一起不再分開,物塊Cvt圖象如圖乙所示

(1)物塊C的質量mC

(2)B離開墻后的過程中彈簧具有的最大彈性勢能Ep.

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【題目】如圖所示,在一光滑的水平面上有兩塊相同的木板BC。重物A(視為質點)位于B的右端,A、B、C的質量相等,現(xiàn)AB以同一速度滑向靜止的C,BC發(fā)生正碰,碰后BC粘在一起運動,AC上滑行,AC有摩擦力,已知A滑到C的右端而未掉下。試問:從B、C發(fā)生正碰到A剛移動到C右端期間,C所走過的距離是C板長度的多少倍?

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【題目】奧斯特深信電和磁有某種聯(lián)系。為了研究這種聯(lián)系,有一次他拿一根細鉑絲接到電源上,在它的前面放一枚磁針,試圖用鉑絲來吸引磁針。結果鉑絲變灼熱,甚至發(fā)光了,磁針卻紋絲不動。你認為,奧斯特該次實驗失敗的主要原因可能是( )

A. 電源的正負極顛倒了

B. 磁針的磁性顛倒了

C. 地球磁場的干擾

D. 磁針位置不正確

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【題目】如圖,一質量為M=3.0kg的長方形木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一質量為m=1.0kg的小物塊A,F(xiàn)以地面為參考系,給AB一大小均為4.0m/s、方向相反的初速度,使A開始向左運動,B開始向右運動,但最后A并沒有滑離B板,站在地面上的觀察者看到在一段時間內物塊A做加速運動,則在這段時間內的某時刻,木板B相對地面的速度大小可能是(

A. 3.0m/s B. 2.8m/s C. 2.4m/s D. 1.8m/s

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