【題目】如圖所示,一面積為S的單匝圓形金屬線圈與阻值為R的電阻連接成閉合電路,不計(jì)圓形金屬線圈及導(dǎo)線的電阻.線圈內(nèi)存在一個(gè)方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均勻增加且變化率為k的磁場(chǎng)Bt . 電阻R兩端并聯(lián)一對(duì)平行金屬板M、N,兩板間距為d,N板右側(cè)xOy坐標(biāo)系(坐標(biāo)原點(diǎn)O在N板的下端)的第一象限內(nèi),有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)邊界OA和y軸的夾角∠AOy=45°,AOx區(qū)域?yàn)闊o場(chǎng)區(qū).在靠近M板處的P點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子(不計(jì)重力),經(jīng)過N板的小孔,從點(diǎn)Q(0,l )垂直y軸進(jìn)入第一象限,經(jīng)OA上某點(diǎn)離開磁場(chǎng),最后垂直x軸離開第一象限.求:
(1)平行金屬板M、N獲得的電壓U;
(2)yOA區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
(3)粒子從P點(diǎn)射出到到達(dá)x軸的時(shí)間.
【答案】
(1)
解:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,閉合線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:
E= = S=kS ①
因平行金屬板M、N與電阻并聯(lián),故M、N兩板間的電壓為:
U=UR=E=kS ②
(2)
解:帶電粒子在M、N間做勻加速直線運(yùn)動(dòng),有
qU= mv2 ③
帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,有
qvB=m ④
由幾何關(guān)系可得:
r+rcot45°=l ⑤
聯(lián)立②③④⑤得:B=
(3)
解:粒子在電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則有
d= at12
根據(jù)牛頓第二定律得:q =ma
粒子在磁場(chǎng)中,有:
T=
t2= T
粒子在第一象限的無場(chǎng)區(qū)中,有
s=vt3
由幾何關(guān)系得:s=r
粒子從P點(diǎn)射出到到達(dá)x軸的時(shí)間為:
t=t1+t2+t3
聯(lián)立以上各式可得:
t=(2d+ l)
【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,求出閉合電路的電動(dòng)勢(shì),即得到平行金屬M(fèi)、N獲得的電壓U;(2)由動(dòng)能定理求出粒子經(jīng)過MN間的電場(chǎng)加速度獲得的速度.正確畫出粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡,根據(jù)幾何關(guān)系找出粒子運(yùn)動(dòng)的半徑的大小,根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式求得磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;(3)粒子從P點(diǎn)射出到到達(dá)x軸的時(shí)間為三段運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間之和.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.
(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整.
(2)如果在閉合電鍵時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下,那么合上電鍵后,以下操作中可能出現(xiàn)的情況是:
A.將A線圈迅速插入B線圈時(shí),靈敏電流計(jì)指針將向(填“左”或“右”)偏一下;
B.A線圈插入B線圈后,將滑動(dòng)變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),靈敏電流計(jì)指針將向(填“左”或“右”)偏一下.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】狄拉克曾經(jīng)預(yù)言,自然界應(yīng)該存在只有一個(gè)磁極的磁單極子,其周圍磁感線呈均勻輻射狀分布(如圖甲所示),距離它r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B= (k為常數(shù)),其磁場(chǎng)分布與負(fù)點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)(如圖乙所示)分布相似.現(xiàn)假設(shè)磁單極子S和負(fù)點(diǎn)電荷Q均固定,有帶電小球分別在S極和Q附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng).則關(guān)于小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的判斷不正確的是( )
A.若小球帶正電,其運(yùn)動(dòng)軌跡平面可在S的正上方,如圖甲所示
B.若小球帶負(fù)電,其運(yùn)動(dòng)軌跡平面可在Q的正下方,如圖乙所示
C.若小球帶負(fù)電,其運(yùn)動(dòng)軌跡平面可在S的正上方,如圖甲所示
D.若小球帶正電,其運(yùn)動(dòng)軌跡平面可在Q的正下方,如圖乙所示
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B兩物體質(zhì)量之比mA∶mB=3∶2,原來靜止在平板小車C上,A、B間有一根被壓縮的彈簧,地面光滑.當(dāng)彈簧突然釋放后,則( )
A.若A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,A、B組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒
B.若A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,A、B、C組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒
C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒
D.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一根長(zhǎng)L=1m的剛性輕繩,其一端固定于O點(diǎn),另一端系著質(zhì)量m=0.5kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),將小球提至O點(diǎn)正上方的A點(diǎn)處,此時(shí)繩剛好伸直且無張力,如圖所示.不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2 , 則:
(1)為保證小球能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),在A點(diǎn)至少應(yīng)施加給小球多大的水平速度;
(2)在小球以速度1m/s水平拋出的瞬間,繩中若有張力,求其大小;若無張力,試求繩子再次伸直時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關(guān)于電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的概念,下列說法正確的是( )
A.由E= 可知,電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E與q成反比,與F成正比
B.正負(fù)試探電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向相反,所以某一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與放入試探電荷的正負(fù)有關(guān)
C.電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與放入該點(diǎn)的試探電荷正負(fù)無關(guān)
D.電場(chǎng)中某一點(diǎn)不放試探電荷時(shí),該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)等于零
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,一個(gè)輕質(zhì)彈簧右端固定在傳感器上,傳感器與電腦相連.當(dāng)對(duì)彈簧的左端施加變化的水平拉力時(shí),在電腦上得到了彈簧形變量x與彈簧彈力大小F的關(guān)系圖象(如圖乙),彈簧始終在彈性限度內(nèi).則下列判斷正確的是( )
A.彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長(zhǎng)度成正比
B.彈簧長(zhǎng)度的變化量與對(duì)應(yīng)的彈力變化量成正比
C.該彈簧的勁度系數(shù)是
D.當(dāng)對(duì)彈簧的左端施加水平壓力時(shí),彈簧勁度系數(shù)不變
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【題目】如圖所示,其中電流表A的量程為0.06A,表盤均勻劃分為30個(gè)小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的 ;R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍,若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值,則下列分析正確的是( )
A.將接線柱1、2接入電路時(shí),每一小格表示0.04A
B.將接線柱1、2接入電路時(shí),每一小格表示0.06A
C.將接線柱1、3接入電路時(shí),每一小格表示0.06A
D.將接線柱1、3接入電路時(shí),每一小格表示0.01A
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【題目】如圖所示,足夠大的光滑絕緣水平面上有兩個(gè)帶正電的小球,A球的電荷量是B球的兩倍,A對(duì)B的庫(kù)侖力大小為F1 , B對(duì)A的庫(kù)侖力大小為F2 . 兩小球從圖示位置由靜止釋放后( )
A.F1、F2保持不變,且F1=F2
B.F1、F2保持不變,且F1=2F2
C.F1、F2逐漸減小,且F1=F2
D.F1、F2逐漸減小,且F2=2F1
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