【題目】如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1垂直水平光滑金屬導(dǎo)軌平面向下,垂直導(dǎo)軌放置的導(dǎo)體棒ab在平行于導(dǎo)軌的外力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),通過兩線圈感應(yīng)出電壓,使電壓表示數(shù)U保持不變。已知變阻器最大阻值為R,且是定值電阻R2 的三倍,平行金屬板MN相距為d。在電場(chǎng)作用下,一個(gè)帶正電粒子從O1由靜止開始經(jīng)O2小孔垂直AC邊射入第二個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,方向垂直紙面向外,其下邊界AD距O1O2連線的距離為h。已知場(chǎng)強(qiáng)B2 =B,設(shè)帶電粒子的電荷量為q、質(zhì)量為m,則高度h=,請(qǐng)注意兩線圈繞法,不計(jì)粒子重力。求:
(1)試判斷拉力F能否為恒力以及F的方向(直接判斷);
(2)調(diào)節(jié)變阻器R的滑動(dòng)頭位于最右端時(shí),MN兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度多大?
(3)保持電壓表示數(shù)U不變,調(diào)節(jié)R的滑動(dòng)頭,帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)B2后都能擊中AD邊界,求粒子打在AD邊界上的落點(diǎn)距A點(diǎn)的距離范圍。
【答案】(1)F不能為恒力,F(xiàn)方向向左(1)U/4d(3)
【解析】
(1)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是定值,閉合回路的電流為恒定電流,只有穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合回路才能產(chǎn)生感應(yīng)電流,據(jù)此分析答題。(2)由于歐姆定律求出兩板間的電勢(shì)差,然后求出兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度。(3)由歐姆定律求出兩極板間的最大電勢(shì)差與最小電勢(shì)差,由動(dòng)能定理求出粒子進(jìn)入右邊磁場(chǎng)時(shí)的速度,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),應(yīng)用牛頓第二定律求出粒子的軌道半徑,然后分析答題。
(1)ab棒不能做勻速運(yùn)動(dòng),否則副線圈中沒有感應(yīng)電流,故ab棒做變速運(yùn)動(dòng),ab棒做變速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是變化的,原線圈電流是變化的,ab棒受到的安培力是變力,ab棒做勻加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可知,ab棒受到的合外力為恒力,由于安培力是變力,則拉力F為變力;粒子帶正電,粒子在兩極板間加速,說明極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右,M板電勢(shì)高于N板電勢(shì),副線圈所在電路電流沿順時(shí)針方向,由楞次定律與右手定則可知,ab棒應(yīng)向左運(yùn)動(dòng)。
(2)變阻器最大阻值為R,且是定值電阻的三倍,則:
由圖示電路圖可知,兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)兩電阻的總電壓,兩極板間的電勢(shì)差等于兩端電壓,電路電流:
定值電阻兩端電壓:
極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度:
(3)滑片在最右端時(shí),兩極板間的電勢(shì)差最小,由(2)可知,最小電勢(shì)差:
滑片在最左端時(shí),極板間的電勢(shì)差最大為
粒子在電場(chǎng)中加速,由動(dòng)能定理得:
解得:,
粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:
解得:粒子軌道半徑
即,
由題意可知:
粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:
由幾何知識(shí)可得:
則有:
則:粒子打在AD邊界上的落點(diǎn)距A點(diǎn)的距離范圍是:
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示長(zhǎng)木板A放在光滑的水平地面上,物體B以水平速度沖上A后,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上,則從B沖到木板A上相對(duì)板A靜止的過程中,下述說法中正確的是
A. 物體B動(dòng)能的減少量等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能
B. 物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量
C. 物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的動(dòng)能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和
D. 摩擦力對(duì)物體B做的功和對(duì)木板A做的功的總和數(shù)值上等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】北京時(shí)間2013年2月16日凌晨,直徑約45米、質(zhì)量約13萬噸的小行星“2012DA14”,以大約每小時(shí)2.8萬公里的速度由印度洋蘇門答臘島上空掠過,與地球表面最近距離約為 2.7萬公里,這一距離已經(jīng)低于地球同步衛(wèi)星的軌道。但它對(duì)地球沒有造成影響,對(duì)地球的同步衛(wèi)星也幾乎沒有影響.這顆小行星圍繞太陽飛行,其運(yùn)行軌道與地球非常相似,根據(jù)天文學(xué)家的估算,它下一次接近地球大約是在2046年。假設(shè)圖中的P、Q是地球與小行星最近時(shí)的位置,下列說法正確的是( )
A. 小行星對(duì)地球的軌道沒有造成影響,地球?qū)π⌒行堑能壍酪膊粫?huì)造成影響
B. 只考慮太陽的引力,地球在P點(diǎn)的加速度大于小行星在Q點(diǎn)的加速度
C. 只考慮地球的引力,小行星在Q點(diǎn)的加速度大于同步衛(wèi)星在軌道上的加速度
D. 小行星在Q點(diǎn)沒有被地球俘獲變成地球的衛(wèi)星,是因?yàn)樗?/span>Q點(diǎn)的速率大于第二宇宙速度
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星,a還未發(fā)射,在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng),向心加速度為a1,線速度為v1;b在地面附近軌道上運(yùn)動(dòng),向心加速度為a2,線速度為v2;c是地球同步衛(wèi)星,半徑為r,向心加速度為a3,線速度為v3;d是高空探測(cè)衛(wèi)星,所有衛(wèi)星均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng),排列位置如圖所示,地球半徑為R,則有( )
A.
B.
C.
D. d的運(yùn)動(dòng)周期有可能為23h
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】(18分)如圖所示,在鉛版A上放一個(gè)放射源C可向各個(gè)方向射出速率為v的β射線,B為金屬網(wǎng),A、B連接在電路上,電源電動(dòng)勢(shì)為,內(nèi)阻為r,滑動(dòng)變阻器總阻值為R.圖中滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn),A、B間距為d,M為熒光屏(足夠大),它緊挨者金屬網(wǎng)外側(cè),已知β粒子的質(zhì)量為m,電荷量e,不計(jì)β射線所形成的電流對(duì)電路的影響, 求:
(1)閉合開關(guān)S后,AB間的場(chǎng)強(qiáng)的大小是多少?
(2)β粒子到達(dá)金屬網(wǎng)B的最長(zhǎng)時(shí)間?
(3)切斷開關(guān)S,并撤去金屬網(wǎng)B,加上垂直紙面向內(nèi)、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,設(shè)加上B后β粒子仍能到達(dá)熒光屏。這時(shí)在豎直方向上能觀察到熒光屏亮區(qū)的長(zhǎng)度是多?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖三個(gè)大小相同的小球A、B、C置于光滑水平面上,三球的質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=4kg、mC=2kg,取水平向右方向?yàn)閯?dòng)量的正方向,某時(shí)刻A球的動(dòng)量PA=20kgm/s,B球此刻的動(dòng)量大小和方向未知,C球的動(dòng)量為零。A球與B球先碰,隨后B球與C球碰,碰撞均在同一直線上,且A球與B球以及B球與C球之間分別只相互碰撞一次,最終所有小球都以各自碰后的速度一直勻速運(yùn)動(dòng)。所有的相互作用結(jié)束后,ΔPC=10kgm/s、ΔPB=4kgm/s,最終B球以5m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)。求:
(Ⅰ)A球?qū)?/span>B球的沖量大小與C球?qū)?/span>B球的沖量大小之比;
(Ⅱ)整個(gè)過程系統(tǒng)由于碰撞產(chǎn)生多少熱量?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一條東西方向的平直公路邊上有兩塊路牌A、B,A在西,B在東,一輛勻速行駛的汽車自東向西經(jīng)過路牌B時(shí),一只小鳥恰自A路牌向B勻速飛去,小鳥飛到汽車正上方立即折返,以原速率飛回A,過一段時(shí)間后,汽車也行駛到A。以向東為正方向,它們的位移---時(shí)間圖象如圖所示,圖中t2=2t1,由圖可知( )
A. 小鳥的速率是汽車速率的2倍
B. 第一次相遇時(shí)小鳥與汽車位移的大小之比是3∶1
C. 小鳥飛行的總路程是汽車的1.5倍
D. 小鳥和汽車在0~t2時(shí)間內(nèi)位移相等
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U,用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電,輸電線路中的電流是I1,其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一理想變壓器,流入用戶端的電流是I2。則( )
A. 用戶端的電壓為I1U1/I2
B. 輸電線上的電壓降為U
C. 理想變壓器的輸入功率為I12r
D. 輸電線路上損失的電功率為I1U
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,兩變壓器均為理想變壓器。升壓變壓器T1 的原、副線圈匝數(shù)之比為n1∶n2 = 1∶10,在T1 的原線圈兩端接入一正弦交流電,輸電線的總電阻為2 r = 2 Ω,降壓變壓器T2 的原、副線圈匝數(shù)之比為 ,若T2 的“用電設(shè)備”兩端的電壓為U4 = 200 V 且“用電設(shè)備”消耗的電功率為10 kW,不考慮其它因素的影響,則
A. T1 的副線圈兩端電壓的最大值為2010V
B. T2 的原線圈兩端的電壓為2000V
C. 輸電線上損失的電功率為50 W
D. T1 的原線圈輸入的電功率為10.1 kW
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com