(8分)如圖所示,空間存在著電場(chǎng)強(qiáng)度E=2.5×102 N/C、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)內(nèi)一長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5 m的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn),另一端拴著質(zhì)量m=0.5 kg電荷量q=4×10-2 C的小球,F(xiàn)將細(xì)線拉至水平位置,將小球由靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂。取g=10 m/s2。求:
(1)小球的電性;
(2)細(xì)線能承受的最大拉力值。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m.電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場(chǎng),經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場(chǎng),最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng),如圖所示。不計(jì)粒子重力,求:
(1)粒子過N點(diǎn)時(shí)速度;
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r;
(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,在XOY直角坐標(biāo)系中,OQ與OP分別與X軸正負(fù)方向成450,在POQ區(qū)域中存在足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,其余區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),一帶電量為+q的質(zhì)量為m粒子在Y軸上A點(diǎn)(0,-L)以平行于X軸速度v0進(jìn)入第四象項(xiàng),在QO邊界垂直進(jìn)入電場(chǎng),后又從PO邊界離開電場(chǎng),不計(jì)粒子的重力.
求(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小?
(2)粒子從PO進(jìn)入磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示的空間分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域,各邊界面相互平行,Ⅰ區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×104V/m,方向垂直邊界面向右.Ⅱ、Ⅲ區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1=2.0T、B2=4.0T.三個(gè)區(qū)域?qū)挾确謩e為d1=5.0m、d2= d3=6.25m,一質(zhì)量m=1.0×10-8kg、電荷量q=1.6×10-6C的粒子從O點(diǎn)由靜止釋放,粒子的重力忽略不計(jì).試求:
⑴粒子離開Ⅰ區(qū)域時(shí)的速度大小v;
⑵粒子在Ⅱ區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;
⑶粒子離開Ⅲ區(qū)域時(shí)速度與邊界面的夾角α.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(16分)如圖所示裝置由加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成。偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)處在加有電壓的相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板之間,勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平寬度為l,豎直寬度足夠大,處在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的右邊,如圖甲所示。大量電子(其重力不計(jì))由靜止開始,經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。當(dāng)兩板沒有加電壓時(shí),這些電子通過兩板之間的時(shí)間為2t0,當(dāng)在兩板間加上如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的電壓時(shí),所有電子均能通過電場(chǎng),穿過磁場(chǎng),最后打在豎直放置的熒光屏上(已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e)。求:
(1)如果電子在t=0時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),求它離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移大;
(2)通過計(jì)算說明,所有通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電子的偏向角(電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度方向與進(jìn)入電場(chǎng)速度方向的夾角)都相同。
(3)要使電子能垂直打在熒光屏上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成θ=30°角放置,一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.00T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面,導(dǎo)軌上端M與P間連接阻值為R=0.30Ω的電阻,長(zhǎng)L=0.40m、電阻r=0.10Ω的金屬棒ab與MP等寬緊貼在導(dǎo)軌上,現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑,其下滑距離與時(shí)間的關(guān)系如下表所示,導(dǎo)軌電阻不計(jì),g=10m/s2
求:(1)在0.4s時(shí)間內(nèi),通過金屬棒ab截面的電荷量
(2)金屬棒的質(zhì)量
(3)在0.7s時(shí)間內(nèi),整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(19分)如圖所示,邊長(zhǎng)為的正方形PQMN區(qū)域內(nèi)(含邊界)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),左側(cè)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為,質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子從O點(diǎn)由靜止開始釋放,O、P、Q三點(diǎn)在同一水平直線上,OP=L,帶電粒子恰好從M點(diǎn)離開磁場(chǎng),不計(jì)帶電粒子重力,求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;
(2)粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間;
(3)若磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度可調(diào)節(jié)(不考慮磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的電磁感應(yīng)),帶電粒子從邊界NM上的點(diǎn)離開磁場(chǎng),與N點(diǎn)距離為,求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能數(shù)值.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(12分)半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套有質(zhì)量為m、帶正電的珠子,空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,珠子所受靜電力是其重力的倍。將珠子從環(huán)最低位置A點(diǎn)靜止釋放,求:
(1)珠子所能獲得的最大動(dòng)能;
(2)最大動(dòng)能位置圓環(huán)對(duì)珠子作用力大;
(3)珠子運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B點(diǎn)位置。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(14分)如圖所示,足夠長(zhǎng)的間距為L(zhǎng)=0.2m光滑水平導(dǎo)軌EM、FN與PM、QN相連,PM、QN是兩根半徑為d=0.4m的光滑的圓弧導(dǎo)軌,O、P連線水平,M、N與E、F在同一水平高度,水平和圓弧導(dǎo)軌電阻不計(jì),在其上端連有一阻值為R=8W的電阻,在PQ左側(cè)有處于豎直向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0=6T,F(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量為m=0.2kg、電阻為r=2W的金屬棒從軌道的頂端P處由靜止開始下滑,到達(dá)軌道底端MN時(shí)對(duì)軌道的壓力為2mg,取g=10m/s2,求:
(1)棒到達(dá)最低點(diǎn)MN時(shí)金屬棒兩端的電壓;
(2)棒下滑到MN過程中金屬棒產(chǎn)生的熱量;
(3)從棒進(jìn)入EM、FN水平軌道后開始計(jì)時(shí),磁場(chǎng)隨時(shí)間發(fā)生變化,恰好使棒做勻速直線運(yùn)動(dòng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的表達(dá)式。
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