【題目】如圖所示,在第一象限的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向,場(chǎng)強(qiáng)大小;在第四象限中,存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直xy平面(紙面)向外。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子,經(jīng)過y軸上y=h處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0,方向沿x軸正方向;然后經(jīng)過x軸上的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),并經(jīng)過y軸上y=﹣2h處的P3點(diǎn)。最后到達(dá)x軸上的P4點(diǎn)(圖中未畫出)。若不計(jì)重力,求:
(1)P2點(diǎn)距O點(diǎn)的距離;
(2)粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向;
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大;
【答案】(1)2h(2)速度與x軸夾角45°(3)
【解析】
(1)粒子在電場(chǎng)中做平拋運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律求解加速度,根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)公式,可求得P2點(diǎn)距O點(diǎn)的距離;(2)粒子從P到O的過程中電場(chǎng)力做正功,是類似平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理或分運(yùn)動(dòng)公式,可求得速度的大小和方向;(3)粒子沿-y方向進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),由左手定則判斷可知粒子向右偏轉(zhuǎn),做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由洛倫茲力充當(dāng)向心力,根據(jù)牛頓第二定律可求出其軌跡半徑r,坐標(biāo)x0=2r.
(1)設(shè)粒子從P1到P2的時(shí)間為t,根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得:
,
根據(jù)牛頓第二定律,有:qE=ma
聯(lián)立解得:x=2h
(2)粒子到達(dá)P2時(shí)速度沿x方向的分量仍為v0,以v1表示速度沿y方向分量的大小,v表示速度的大小,表示速度和x軸的夾
則有:,,
解得:,,所以:
(3)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧,如圖所示:
設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在洛侖茲力作用下粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),用r表示圓周的半徑
由牛頓第二定律有:
因?yàn)?/span>,由幾何關(guān)系可知,連線P2P3為圓軌道的直徑,由幾何關(guān)系得:
解得:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】2018年,某城市引入了裝配式住宅試點(diǎn)工程,裝配式住宅是通過工廠預(yù)制房子主要部件,然后像“搭積木”一樣把它們組裝起來(lái),它具有施工方便、質(zhì)量、可靠的優(yōu)點(diǎn)。下圖是塔式吊車在把住宅部件從地面豎直吊起過程中的圖,則部件上升過程中不正確的是( )
A. t=3s時(shí),部件處于超重狀態(tài)
B. t=4.5s時(shí),部件的速度在減小
C. t=5s和t=12s時(shí),部件的速度方向相反
D. t=13s時(shí),部件所受拉力小于重力
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,半徑為R的水平圓盤中心軸正上方a處有一小球,圓盤以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)將小球水平拋出,此時(shí)圓盤半徑OA恰好轉(zhuǎn)到如圖所示與初速度方向平行的位置,要使小球與圓盤只碰一次,且落點(diǎn)為A,重力加速度為g,小球拋出點(diǎn)a距圓盤的高度h和小球的初速度v0可能的取值為( )
A. , B. ,
C. , D. ,
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,水平面上相距為L=5m的P、Q兩點(diǎn)分別固定一豎直擋板,一質(zhì)量為M=2kg的小物塊B靜止在O點(diǎn),OP段光滑,OQ段粗糙且長(zhǎng)度為d=3m。一質(zhì)量為m=1kg的小物塊A以v0=6m/s的初速度從OP段的某點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng),并與B發(fā)生彈性碰撞。兩物塊與OQ段的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.2,兩物塊與擋板的碰撞時(shí)間極短且均不損失機(jī)械能。重力加速度g=10m/s2,求
(1)A與B在O點(diǎn)碰后瞬間各自的速度;
(2)兩物塊各自停止運(yùn)動(dòng)時(shí)的時(shí)間間隔。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為圓柱形區(qū)域的橫截面,在該區(qū)域加沿圓柱軸線方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電粒子(不計(jì)重力)第一次以速度v1沿截面直徑入射,粒子飛入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),速度方向偏轉(zhuǎn)60°角;該帶電粒子第二次以速度v2從同一點(diǎn)沿同一方向入射,粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),速度方向偏轉(zhuǎn)90°角。則帶電粒子第一次和第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為_______; 速度之比為__________;周期之比為_________;時(shí)間之比為__________。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,在正電荷Q的電場(chǎng)中有M、N、P、F四點(diǎn),M、N、P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),F為MN的中點(diǎn),∠NMP=30°,M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用表示,已知點(diǎn)電荷Q在M、N、P三點(diǎn)所在平面內(nèi),則
A. 連接PF的線段一定在同一等勢(shì)面上
B. 將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功
C. 將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn),電勢(shì)能增加
D. 點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線上
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在探究?jī)呻姾砷g相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,一同學(xué)猜想可能與兩電荷的間距和帶電量有關(guān).他選用帶正電的小球A和B,A球放在可移動(dòng)的絕緣座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點(diǎn),如圖所示.
實(shí)驗(yàn)時(shí),先保持兩球電荷量不變,使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近,觀察到兩球距離越小,B球懸線的偏角越大;再保持兩球距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大.
(1)實(shí)驗(yàn)表明:兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的_______而增大,隨其所帶電荷量的_______而增大.
(2)此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是__________(選填“累積法”“等效替代法”“控制變量法”或“演繹法”).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】套著彈簧與小球P的粗糙細(xì)桿固定在如圖所示的裝置上,彈簧的一端固定在裝置的A點(diǎn),另一端連接一質(zhì)量為m的小球P,當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí),彈簧處于壓縮狀態(tài),小球P離A點(diǎn)的距離為2L,離B點(diǎn)的距離為4L,那么當(dāng)整個(gè)裝置繞過AB中點(diǎn)的豎直中心軸OO’以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 小球P一定不會(huì)更靠近B點(diǎn) B. 小球P相對(duì)B點(diǎn)距離一定變化
C. 小球P受到的彈簧彈力可能為 D. 小球受到的靜摩擦力一定變小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,三個(gè)固定的帶電小球a、b和c,相互間的距離分別為ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平衡于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k,則( )
A. a、b的電荷同號(hào),
B. a、b的電荷異號(hào),
C. a、b的電荷同號(hào),
D. a、b的電荷異號(hào),
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