【題目】有一個正方體形的勻強磁場和勻強電場區(qū)域,它的截面為邊長L=0.20m的正方形,其電場強度為V/m,磁感應(yīng)強度T,磁場方向水平且垂直紙面向里,當(dāng)一束質(zhì)荷比為kg/C的正離子流(其重力不計)以一定的速度從電磁場的正方體區(qū)域的左側(cè)邊界中點射入,如圖所示。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(1)要使離子流穿過電場和磁場區(qū)域而不發(fā)生偏轉(zhuǎn),電場強度的方向如何?離子流的速度多大?
(2)在(1)的情況下,在離電場和磁場區(qū)域右邊界D=0.40m處有與邊界平行的平直熒光屏。若只撤去電場,離子流擊中屏上a點;若只撤去磁場,離子流擊中屏上b點。求ab間距離。(a,b兩點圖中未畫出)
【答案】(1)電場方向豎直向下;2×107m/s;(2)0.53m
【解析】
(1)電場方向豎直向下,與磁場構(gòu)成粒子速度選擇器,離子運動不偏轉(zhuǎn),根據(jù)平衡條件有
解得離子流的速度為
=2×107m/s
(2)撤去電場,離子在碰場中做勻速圓周運動,所需向心力由洛倫茲力提供,則有
解得
=0.4m
離子離開磁場區(qū)邊界時,偏轉(zhuǎn)角為,根據(jù)幾何關(guān)系有
解得
在磁場中的運動如圖1所示
偏離距離
=0.054m
離開磁場后離子做勻速直線運動,總的偏離距離為
=0.28m
若撤去磁場,離子在電場中做勻變速曲線運動通過電場的時間
加速度
偏轉(zhuǎn)角為,如圖2所示
則
偏離距離為
=0.05m
離開電場后離子做勻速直線運動,總的偏離距離
=0.25m
所以a、b間的距離
ab=y+y'=0.53m
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【題目】一個箱子放在水平地面上,箱內(nèi)有一固定的豎直桿,在桿上套著一個環(huán),箱與桿的質(zhì)量為M,環(huán)的質(zhì)量為m,如圖所示.已知環(huán)沿桿勻加速下滑時,環(huán)與桿間的摩擦力大小為Ff,則此時箱子對地面的壓力大小為( )
A. Mg+FfB. Mg-Ff
C. Mg+mgD. Mg-mg
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【題目】質(zhì)量為3.0kg的空木箱,放置在水平地面上,沿水平方向施加拉力,當(dāng)拉力F1=8.0N時,木箱靜止;當(dāng)拉力F2=12N時,木箱做勻速運動,g=10m/s2.求:
(1)木箱與地面間的動摩擦因數(shù);
(2)木箱在8.0N的拉力作用下受到的摩擦力的大;
(3)木箱在14.0N水平拉力作用下,受到的摩擦力的大。
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【題目】甲、乙兩車在同一平直公路上,從同一位置沿相同方向做直線運動,它們運動的速度v與時間t的關(guān)系圖象如圖所示. 對甲、乙兩車運動情況的分析,下列結(jié)論正確的是( )
A.乙車運動的加速度大于甲車運動的加速度
B.在t=1 s時刻,乙車剛運動,此時兩車相距最遠
C.在t=2 s時刻,甲、乙兩車相距最遠
D.在t=2 s時刻,甲、乙兩車相遇
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【題目】1995年科學(xué)家“制成”了反氫原子,它是由一個反質(zhì)子和一個圍繞它運動的正電子組成.反質(zhì)子和質(zhì)子有相同的質(zhì)量,帶有等量異種電荷.反氫原子和氫原子有相同的能級分布,氫原子能級如圖所示,則下列說法中正確的是
A.反氫原子光譜與氫原子光譜不相同
B.基態(tài)反氫原子的電離能是13.6eV
C.基態(tài)反氫原子能吸收11eV的光子發(fā)生躍遷
D.在反氫原子譜線中,從n=2能級躍遷到基態(tài)輻射光子的波長最長
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【題目】如圖,矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強磁場上方,由不同高度靜止釋放,用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進入磁場的時刻。線框下落過程形狀不變,ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO′平行,線框平面與磁場方向垂直。設(shè)OO′下方磁場區(qū)域足夠大,不計空氣阻力影響,則下列圖像不可能反映線框下落過程中速度v隨時間t變化的規(guī)律( )
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【題目】如圖,兩條相距的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi),其左端接一阻值為R的電阻;一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上;在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場,磁感應(yīng)強度隨時間t的變化關(guān)系為B1=kt,式中k為常量且k>0;在金屬棒右側(cè)還有一勻強磁場區(qū)域,區(qū)域左邊界MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。某時刻,金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運動,在t0時刻恰好以速度v0越過MN,此后向右做勻速運動。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計。求:
(1)在t=0到t=t0時間間隔內(nèi),流過電阻的電流;
(2)在t=0到t=t0時間間隔內(nèi),流過電阻的電荷量;
(3)在時刻t(t>t0)金屬棒所受外加水平恒力的大小。
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【題目】如圖所示,ab、cd是豎直平面內(nèi)兩根固定的光滑細(xì)桿,ab>cd。ab、cd的端點都在同一圓周上,b點為圓周的最低點,c點為圓周的最高點,若每根桿上都套著一個相同的小滑環(huán)(圖中未畫出),將甲、乙兩滑環(huán)分別從a、c處同時由靜止釋放,則( )
A.兩滑環(huán)同時到達滑桿底端
B.兩滑環(huán)的動量變化大小相同
C.重力對甲滑環(huán)的沖量較大
D.彈力對甲滑環(huán)的沖量較小
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