【題目】某裝置的俯視圖如下圖所示,MNPQ是兩根固定在同一水平面上的足夠長且電阻不計的平行金屬導軌。兩導軌間距為L=0.8m,其間有一個方向垂直水平面豎直向下的勻強磁場B1=5.0T。導軌上NQ之間接一電阻R1=3Ω,阻值為R2=lΩ的金屬桿垂直導軌放置并與導軌始終保持良好接觸,兩導軌右端通過金屬導線分別與電容器C的兩極相連。絕緣彈性圓筒固定,O是圓筒的圓心,圓筒的內(nèi)半徑r=0.1m,筒內(nèi)有垂直水平面豎直向下的勻強磁場B2,圓筒壁光滑。

(1)用一個力拉金屬桿向左運動,則電容器C的下極板帶正電還是帶負電?

(2)用一個方向平行于MN水平向左且功率恒定為P=70W的外力F拉金屬桿,使桿從某一較小初速度開始向左運動。己知桿受到的擦阻力大小恒為Ff=6N,求:當金屬桿最終勻速運動時桿的速度大小及電阻R1消耗的電功率?

(3)當金屬桿以v=2m/s的速度勻速向左運動時,電容器C內(nèi)緊靠極板的D處的一個帶電粒子(初速度為零)經(jīng)C加速后從孔垂直磁場B2并正對著圓心O進入筒中,該帶電粒子與圓筒壁碰撞二次后恰好又從小孔射出圓筒。己知該帶電粒子每次與筒壁發(fā)生碰撞時電量和能量都不損失,粒子的比荷為q/m=l×l04C/kg,不計粒子的重力和空氣阻力。求磁感應強度B2的大小?

【答案】(1)帶正電(2)36.75W(3)0.2T

【解析】

(1)金屬桿向左運動切割磁感線作為動生電源,由右手定則知桿上的電流向下,則給電容器沖電時下級板充正電,即下極板帶正電

(2)金屬桿先做加速度變小的加速運動,最終以最大速度vm勻速運動,

則電動勢:EB1Lvm

回路電流:

安培力:FB1IL

桿受力平衡:

代入數(shù)據(jù)得:vm=3.5m/s

電阻消耗的功率P1I2R1

解得P1=36.75W

(3)C與電阻R1并聯(lián),兩端電壓相等,桿勻速運動時

電容C板間電壓:

可得U=6V

設桿勻速運動時帶電粒子進入圓筒的速率為v、在磁場中作勻速圓周運動的半徑為R

根據(jù)動能定理:

帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動:

由題意知,2個碰撞點與小孔恰好將圓筒壁三等分,粒子在圓筒內(nèi)的軌跡由3段相同的圓弧組成,每段軌跡圓弧對應的圓心角為60°,由幾何關(guān)系可得:

解得:

聯(lián)立解得:B2=0.2T

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為建筑工地一個小型起重機起吊重物的示意圖.一根輕繩跨過光滑的動滑輪,輕繩的一端系在位置A處,動滑輪的下端掛上重物,輕繩的另一端掛在起重機的吊鉤C處.起吊重物前,重物處于靜止狀態(tài).起吊重物過程是這樣的:先讓吊鉤從位置C豎直向上緩慢的移動到位置B,然后再讓吊鉤從位置B水平向右緩慢地移動到D,最后把重物卸載某一個位置.則關(guān)于輕繩上的拉力大小變化情況,下列說法正確的是( )

A. 吊鉤從CB移動的過程中,輕繩上的拉力不變

B. 吊鉤從CB移動過程中,輕繩上的拉力變大

C. 吊鉤從BD移動過程中,輕繩上的拉力不變

D. 吊鉤從BD移動過程中,輕繩上的拉力變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物塊A、B質(zhì)量分別為mA、mB, 相對靜止,共同沿斜面勻速下滑,下述正確的是

A. AB無相對滑動趨勢

B. B受到斜面的滑動摩擦力為mBgsinθ

C. 斜面受到B的滑動摩擦力,方向沿斜面向下

D. B與斜面的滑動摩擦因數(shù) μ= tanθ

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在足夠大的空間范圍內(nèi),同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向外的勻強磁場,電場強度為E,磁感應強度為B,足夠長的斜面固定在水平面上,斜面傾角為45°。有一帶電的小球P靜止于斜面頂端A處,且恰好對斜面無壓力,若將小球P以初速度v0水向右拋出(P可視為質(zhì)點),一段時間后,小球落在斜面上的C點,己知小球的運動軌跡在同一豎直平面內(nèi),則( )

A. 若拋出的初速度小于v0,小球在斜面上的落點與A點的距離小于AC間距

B. 若拋出的初速度小于v0,小球落在斜面上的時間將縮短

C. 若沿豎直向上方向以初速度v0拋出小球,小球仍會落回C

D. 若沿豎直向上方向以初速度v0拋出小球,小球不會落回C

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“把小量程電流表改裝成歐姆表”的實驗中,給出的器材有:

A.電流表(量程為600A,內(nèi)阻約為190Ω)

B.電阻箱(0999.9Ω)

C.滑動變阻器(04kΩ)

D.電位器(020kΩ,電位器相當于滑動變阻器)

E.電源(電動勢為1.5V,有內(nèi)阻)

F.電源(電動勢為7.5V,有內(nèi)阻)

G.開關(guān)兩個,導線若干

(1)首先要用“半偏法”測定電流表的內(nèi)阻。如果采用如圖1所示的電路測定電流表的內(nèi)電阻并且要想得到較高的精確度,那么以上給出的器材中,電阻R1應選用_____,電阻R2應選用____,電源應選用_____。(填寫所選儀器前的字母即可)

(2)該實驗操作的步驟有:

A.閉合S1

B.閉合S2

C.觀察R1的阻值是否最大,如果不是,將R1的阻值調(diào)至最大

D.調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度

E.調(diào)節(jié)R2的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半

F.記下R2的阻值。

(3)如果在步驟F中所得的R2的阻值為200Ω,則圖1中被測電流表的內(nèi)阻Rg的測量值為_______Ω,若僅考慮系統(tǒng)誤差,則測量值比實際值略______選填“大”、“小”)。

(4)如果要將圖中的電流表改裝成歐姆表,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示,選用電動勢為1.5V的電源,則R3應選用______填寫所選儀器前的字母即可)

(5)電流表改裝成歐姆表后,如圖3所示,電流表的指針分別指向0、300、600刻度線對應的電阻值大小分別是______;____________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,小球自a點由靜止自由下落,到b點時與彈簧接觸,到c點時彈簧被壓縮到最短,若不計彈簧質(zhì)量和空氣阻力,在小球由abc的運動過程中,說法正確的是

A.小球、彈簧和地球構(gòu)成的系統(tǒng)總機械能守恒

B.小球的重力勢能隨時間先減少后增加

C.小球在b點時動能最大

D.到c點時小球動能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在北京的南戴河滑沙場有兩個坡度不同的滑道ABAB'(均可看作斜面)。質(zhì)量相等的甲、乙兩名旅游者分別乘兩個完全相同的滑沙撬從A點由靜止開始分別沿ABAB'滑下,最后都停在水平沙面上,如圖所示。設滑沙撬和沙面間的動摩擦因數(shù)處處相同,斜面與水平面連接處均可認為是圓滑的,滑沙者保持一定姿勢坐在滑沙撬上不動。則下列說法中正確的是

A.甲在B點的速率一定大于乙在B'點的速率

B.甲滑行的總路程一定大于乙滑行的總路程

C.甲全程滑行的水平位移一定大于乙全程滑行的水平位移

D.甲、乙全程克服摩擦力做的功相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖8所示,在粗糙水平臺階上靜止放置一質(zhì)量m=0.5 kg的小物塊,它與水平臺階表面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5且與臺階邊緣O點的距離s=5 m.在臺階右側(cè)固定了一個以O點為圓心的圓弧形擋板,并以O點為原點建立平面直角坐標系.現(xiàn)用F=5 N的水平恒力拉動小物塊,一段時間后撤去拉力小物塊最終水平拋出并擊中擋板(g=10 m/s2).

(1)若小物塊恰能擊中擋板的上邊緣P點,P點的坐標為(1.6 m,0.8 m),求其離開O點時的速度大;

(2)為使小物塊擊中擋板,求拉力F作用的距離范圍;

(3)改變拉力F的作用時間,使小物塊擊中擋板的不同位置求擊中擋板時小物塊動能的最小值.(結(jié)果可保留根式)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一固定光滑斜面與水平面間的夾角為θ,輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端的擋板上,另一端與斜面上質(zhì)量為m的物塊連接.開始時用手拉住物塊使彈簧伸長x1,放手后物塊由靜止開始下滑,到達最低點時彈簧壓縮了x2,重力加速度為g。則在物塊下滑到最低點的過程中.

A. 物塊的加速度先減小后增大

B. 物塊重力的功率先減小后增大

C. 彈簧的彈性勢能變化了mg(x1+x2)sinθ

D. 物塊重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變

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