在物理學上,常利用測定帶電粒子的受力情況來確定復合場中場強的大小和方向。如圖所示,在立方體區(qū)域內存在待測定的勻強電場和勻強磁場,在其左側分別是加速電場和速度選擇器,用于獲取特定速度的帶電粒子。裝置中,燈絲A接入電源后發(fā)出電子,P為中央帶小圓孔的豎直金屬板,在燈絲A和金屬板P之間接入電源甲,使電子加速;在間距為d的水平正對金屬板C、D間接入電源乙,在板間形成勻強電場。C、D間同時存在垂直紙面向外、大小為 B0的勻強磁場(左右寬度與兩板相同)。現(xiàn)將電源甲、乙的輸出電壓分別調到U1、U2,使電子沿直線運動進入待測區(qū)域,如圖中虛線所示。電子質量為m、電量為e,重力不計,從燈絲出來的電子初速不計,整個裝置置于真空室內。
(1)用筆畫線代替導線將電源甲、乙接人裝置,以滿足題中要求;
(2)求電子從P板出來的速度v0及U1、U2。滿足的關系式;
(3)調節(jié)U1、U2使電子以不同的速度大小沿+X軸進入待測區(qū)域,測得電子剛連入時受力大小均為F,由此,你能推測出待測區(qū)域中電場或磁場的什么信息?
(4)保持電子進入待測區(qū)域的速度大小仍為V0,轉動待測區(qū)域(轉動中電場、磁場相對坐標軸的方向不變),使電子沿Y軸或Z軸方向射入。測得電子剛射入時受力大小如下表所示,根據(jù)表中信息又能推測出待測區(qū)域中電場或磁場的什么信息?
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)如圖所示,在豎直平面內有一半徑為R的半圓軌道與一斜面軌道平滑連接,A、B連線豎直.一質量為m的小球自P點由靜止開始下滑,小球沿軌道運動到最高點B時對軌道的壓力大小為mg.已知P點與軌道最高點B的高度差為2R,求小球從P點運動到B點的過程中克服摩擦力做了多少功?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
《憤怒的小鳥》是時下一款很流行的游戲。為了報復偷走鳥蛋的肥豬們,鳥兒以自己的身體為武器,如炮彈般彈射出去攻擊肥豬們的堡壘。某班的同學們根據(jù)自己所學的物理知識進行假設:視小鳥為質點,小鳥被彈弓沿水平方向彈出,如圖所示。其中h1=0.8m,l1=2m,h2=2.4m,l2=1m,取g=10m/s2,則:
(1)小鳥以多大速度水平彈出剛好擦著臺面草地邊緣落在地面上?
(2)小鳥被彈出后能否直接打中肥豬?請用計算結果進行說明。
(3)如果小鳥以速度v0水平彈出后,先掉到臺面的草地上,接觸臺面瞬間豎直速度變?yōu)榱,水平速度不變,小鳥在草地上滑行一段距離后飛出,若要打中肥豬,小鳥和草地間的動摩擦因數(shù)μ應為多少(用題中所給的符號v0、h1、l1、h2、l2、g表示)?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖,POy區(qū)域內有沿y軸正方向的勻強電場,POx區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場,OP與x軸成θ角.不計重力的負電荷,質量為m、電量為q,從y軸上某點以初速度v0垂直電場方向進入,經電場偏轉后垂直O(jiān)P進入磁場,又垂直x軸離開磁場.求:
(1)電荷進入磁場時的速度大小
(2)電場力對電荷做的功
(3)電場強度E與磁感應強度B的比值.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(20分)圖甲為某種速度選擇器示意圖,加速電場右側是一接地金屬圓筒,為加速電場兩極板上的小孔,為圓筒某一直徑兩端的小孔,abcd為豎直熒光屏,光屏與直線平行。開始時在同一水平線上。已知加速電壓為U,圓簡半徑為R,帶正電的粒子質量為m,電量為q,圈筒轉軸到光屏的距離OP=3R(如圖乙)。不計位子重力及粒子間相互作用。
(1)若圓筒靜止且國筒內不加磁場,粒子從小孔進人電場時的速度可忽略,求粒子通過圓筒的時間to
(2)若圓筒內有豎直向下勻強磁場,磁感應強度大小為B,圓筒繞豎直中心軸以某一角速度逆時針方向勻速轉動,粒子源持續(xù)不斷地將速度不同的粒子從小孔01射人電場,經足夠長時間,有的粒子打到圓筒上被吸收,有的通過圓筒打到光屏上產生亮斑。如果在光屏PQ范圍內的任意位里均會出現(xiàn)亮斑,(如圖乙)。求粒子到達光屏時的速度大小v的范圍,以及圓筒轉動的角速度。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
跳水運動員從高于水面H=10m的跳臺自由落下。假設運動員的質量m=60kg,其體形可等效為一長度L=1.0m、直徑d=0.3m的圓柱體。略去空氣阻力。運動員入水后,水的等效阻力F作用于圓柱體的下端面,F(xiàn)的量值隨入水深度Y變化的函數(shù)曲線如圖所示。該曲線可近似看作橢圓的一部分,該橢圓的長、短軸分別與坐標軸OY 和OF重合。橢圓與Y軸相交于Y=h處,與F軸相交于處。為了確保運動員的安全,試計算:
水池中水的深度h至少應等于多少。(提示:橢圓面積,a、b分別為長半軸和短半軸)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(8分).如圖,一絕緣細圓環(huán)半徑為r,環(huán)面處于水平面內,場強為E的勻強電場與圓環(huán)平面平行.環(huán)上穿有一電量為+q、質量為m的小球,可沿圓環(huán)做無摩擦的圓周運動.若小球經A點時速度的方向恰與電場垂直,且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用(設地球表面重力加速度為g).則:
(1)小球經過A點時的速度大小vA是多大?
(2)當小球運動到與A點對稱的B點時,小球的速度是多大?圓環(huán)對小球的作用力大小是多少?
(3)若Eq=mg,小球的最大動能為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(20分)如圖所示,光滑絕緣水平面的上方空間被豎直的分界面MN分隔成兩部分,左側空間有一水平向右的勻強電場,場強大小,右側空間有長為R=0.114m的絕緣輕繩,繩的一端固定于O點,另一端拴一個質量為m小球B在豎直面內沿順時針方向做圓周運動,運動到最低點時速度大小vB=10m/s(小球B在最低點時與地面接觸但無彈力)。在MN左側水平面上有一質量也為m,帶電量為的小球A,某時刻在距MN平面L位置由靜止釋放,恰能與運動到最低點的B球發(fā)生正碰,并瞬間粘合成一個整體C。(取g=10m/s2)
(1)如果L=0.2m,求整體C運動到最高點時的速率。(結果保留1位小數(shù))
(2)在(1)條件下,整體C在最高點時受到細繩的拉力是小球B重力的多少倍?(結果取整數(shù))
(3)若碰后瞬間在MN的右側空間立即加上一水平向左的勻強電場,場強大小,當L滿足什么條件時,整體C可在豎直面內做完整的圓周運動。(結果保留1位小數(shù))
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