【題目】如圖所示,在第Ⅱ象限內(nèi)存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E、沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng);磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在復(fù)合場(chǎng)中放置一線形、長(zhǎng)為2R的帶電粒子發(fā)生器,它沿x軸正方向不斷地發(fā)射出速度相同的帶正電粒子(已知粒子質(zhì)量均為m、電荷量均為q),這些粒子能在0<y<2R的區(qū)間內(nèi)垂直y軸進(jìn)入第Ⅰ象限。在第Ⅰ象限內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著一與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓形區(qū)域與y、x軸分別相切于a、b兩點(diǎn)。在第Ⅳ象限整個(gè)區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知從a點(diǎn)射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的粒子恰好從b點(diǎn)沿y軸負(fù)方向進(jìn)入第Ⅳ象限。不計(jì)粒子重力和相互作用力。
可能用到的公式: tan2θ=2tanθ/(1-tan2θ)
(1)求第Ⅰ象限圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向;
(2)求通過(guò)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的帶電粒子第二次通過(guò)x軸的區(qū)域范圍;
(3)若調(diào)整粒子發(fā)生器和復(fù)合場(chǎng),使粒子發(fā)射速度增大一倍,且粒子仍能垂直y軸進(jìn)入第Ⅰ象限。求從a點(diǎn)射入的粒子第二次通過(guò)x軸時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)。
【答案】(1) ,由左手定則知方向垂直xOy平面向外;(2)R<x≤R+;(3)(+,0)
【解析】
(1)根據(jù)
qE=qvB1
知從a點(diǎn)射入的粒子速度
根據(jù)幾何關(guān)系得粒子在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的軌道半徑為R, 由
得
由左手定則知方向垂直xOy平面向外
(2)從任一點(diǎn)P沿x軸正方向進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域中的粒子做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),其圓心位于P的正下方O″,如圖1所示。因此粒子進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域后的圓心的軌跡為如圖1所示的虛線半圓,此半圓的圓心在b點(diǎn)
所以垂直y軸進(jìn)入的粒子,通過(guò)圓形磁場(chǎng)區(qū)域后第一次均通過(guò)x軸上b點(diǎn)進(jìn)入第Ⅳ象限,并且沿各個(gè)方向的粒子都有,則第二次通過(guò)x軸的區(qū)域范圍為R<x≤R+2R'。因
所以區(qū)域范圍為
(3)粒子速度增大一倍,在圓形磁場(chǎng)區(qū)域軌跡半徑為2R,由如圖2的幾何關(guān)系得
則
所以
F點(diǎn)坐標(biāo)為( ,0)
粒子在第Ⅳ象限的軌道半徑
所以Q點(diǎn)坐標(biāo)為(,0)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某物理興趣小組想測(cè)量一電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(電動(dòng)勢(shì)約為 1.5V,內(nèi)阻約為 10Ω),身邊沒(méi)有電流表,僅有電壓表、定值電阻R0=150Ω、電阻箱R(0~999.9Ω)、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線。
(1)小張同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖,小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路圖,小王設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路圖。通過(guò)分析可判斷出 ________同學(xué)設(shè)計(jì)的電路圖不合適,理由是__________________;
(2)小張同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描出圖象的一些點(diǎn)如圖丁所示。請(qǐng)根據(jù)所描出的點(diǎn)作出一條直線,
(____)
通過(guò)圖象求得電源的電動(dòng)勢(shì) E=_________V,內(nèi)阻 R=______Ω;(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(3)根據(jù)(2)所得電動(dòng)勢(shì)E的測(cè)量值_______真實(shí)值,電源內(nèi)阻的測(cè)量值__________真實(shí)值。(填“大于”“等于” 或“小于”)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中,極板A接地,平行板電容器的極板B與一個(gè)靈敏的靜電計(jì)相接。將A極板向左移動(dòng),增大電容器兩極板間的距離時(shí),電容器所帶的電量Q、電容C、兩極間的電壓U,電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)E的變化情況是 ( )
A. Q不變,C變小,U變大,E不變
B. Q不變,C變小,U變大,E變小
C. Q變小,C不變,U不變,E變小
D. Q變小,C變小,U不變,E不變
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí),先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點(diǎn)火,使其沿橢圓軌道2運(yùn)行,最后再次點(diǎn)火,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點(diǎn),軌道2、3相切于P點(diǎn),如圖所示,則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí),以下說(shuō)法不正確的是( 。
A.要將衛(wèi)星由圓軌道1送入圓軌道3,需要在圓軌道1的Q點(diǎn)和橢圓軌道2的遠(yuǎn)地點(diǎn)P分別點(diǎn)火加速一次
B.由于衛(wèi)星由圓軌道1送入圓軌道3點(diǎn)火加速兩次,則衛(wèi)星在圓軌道3上正常運(yùn)行速度大于衛(wèi)星在圓軌道1上正常運(yùn)行速度
C.衛(wèi)星在橢圓軌道2上的近地點(diǎn)Q的速度一定大于7.9 km/s,而在遠(yuǎn)地點(diǎn)P的速度一定小于7.9 km/s
D.衛(wèi)星在橢圓軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度一定等于它在圓軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示電子射線管.陰極K發(fā)射電子,陽(yáng)極P和陰極K間 加上電壓后電子被加速。A、B是偏向板,使飛進(jìn)的電子偏離.若已知P、K間所加電壓UPK=2.5×104V,兩極板長(zhǎng)度L=6.0×10-2m,板間距離d=3.6×10-2m,所加電壓UAB=1000V,R=3×10-2m, 電子質(zhì)量me=9.1×10-31kg,電子的電荷量e=-1.6×10-19C。設(shè)從陰極出來(lái)的電子速度為0,不計(jì)重力。(保留兩位有效數(shù)字)
(1)電子通過(guò)陽(yáng)極P板的速度υ0是多少?
(2)電子從偏轉(zhuǎn)電極出來(lái)時(shí)的偏移距離y是多少?
(3)電子從偏轉(zhuǎn)電極出來(lái)時(shí)具有動(dòng)能Ek是多少?
(4)電子過(guò)偏轉(zhuǎn)電極后到達(dá)距離偏轉(zhuǎn)電極R=3×10-2m熒光屏上O′點(diǎn),此點(diǎn)偏離入射方向的距離h是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】間距為l=0.5 m兩平行金屬導(dǎo)軌由傾斜部分和水平部分平滑連接而成,如圖所示,傾斜部分導(dǎo)軌的傾角θ =30°,導(dǎo)軌上端連有阻值R=0.5 Ω的定值電阻且傾斜導(dǎo)軌處于大小為B1=0.5T、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。水平部分導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),圖示矩形虛線框區(qū)域存在大小為B2=1T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d=3m,F(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、總電阻r0=0.6Ω、長(zhǎng)L0=0.6m的導(dǎo)體棒ab從傾斜導(dǎo)軌上端釋放(導(dǎo)體棒電阻均勻分布),達(dá)到穩(wěn)定速度v0后進(jìn)入水平導(dǎo)軌,當(dāng)恰好穿過(guò)B2磁場(chǎng)時(shí)速度v=2m/s,已知導(dǎo)體棒穿過(guò)B2磁場(chǎng)的過(guò)程中速度變化量與在磁場(chǎng)中通過(guò)的距離滿足(比例系數(shù)k未知),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,不計(jì)摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻。求:
(1)導(dǎo)體棒ab的速度v0;
(2)導(dǎo)體棒ab穿過(guò)B2磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)R的電荷量及導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)若磁場(chǎng)B1大小可以調(diào)節(jié),其他條件不變,為了使導(dǎo)體棒ab停留在B2磁場(chǎng)區(qū)域,B1需滿足什么條件。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為研究影響平行板電容器電容大小因素的實(shí)驗(yàn)裝置。設(shè)兩極板的正對(duì)面積為S,極板間的距離為d,靜電計(jì)指針偏角為θ,平行板電容器的電容為C。實(shí)驗(yàn)中極板所帶電荷量可視為不變,則下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的分析正確的是( )
A.保持d不變,減小S,則C變小,變大
B.保持d不變,減小S,則C變大,變大
C.保持S不變,增大d,則C變大,變大
D.保持S不變,增大d,則C變小,變大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,A、B為水平金屬板,兩板相距為d,分別與電源兩極相連,電鍵S閉合,兩板的中央各有一小孔M和N,今有一帶電質(zhì)點(diǎn)(未畫(huà)出),自A板上方距離為h的P點(diǎn)由靜止自由下落(P、M,N在同一豎直線上),空氣阻力不計(jì),達(dá)到N孔時(shí)速度恰好為零,然后沿原路返回,則( )
A.把A板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P自由下落,能再次返回P點(diǎn)
B.若S斷開(kāi),把B板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后穿過(guò)N孔繼續(xù)下降
C.把B板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P自由下落后穿過(guò)N孔繼續(xù)下降
D.若S斷開(kāi),把B板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落到達(dá)N孔前返回
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,某高架橋的引橋可視為一個(gè)傾角、長(zhǎng)l=500 m的斜面.一輛質(zhì)量m=2 000 kg的電動(dòng)汽車從引橋底端由靜止開(kāi)始加速,其加速度a隨速度可變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,電動(dòng)汽車的速度達(dá)到1 m/s后,牽引力的功率保持恒定.已知行駛過(guò)程中電動(dòng)汽車受到的阻力Ff(摩擦和空氣阻力)不變,重力加速度g取10 m/s2.下列說(shuō)法正確的是
A.電動(dòng)汽車所受阻力Ff=12 000 N
B.電動(dòng)汽車的速度達(dá)到1 m/s后,牽引力的功率P0=12 kW
C.第1 s內(nèi)電動(dòng)汽車牽引力的功率P與時(shí)間t滿足P=12 000t
D.第1 s內(nèi)電動(dòng)汽車機(jī)械能的增加量等于牽引力與阻力做功的代數(shù)和,大小為6 000 J
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