(19分)如圖所示,在鉛板A上放一個放射源C可向各個方向射出速率為射線,B為金屬網(wǎng),A、B連接在電路上,電源電動勢為,內(nèi)阻為,滑動變阻器總阻值為,圖中滑動變阻器滑片置于中點,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),已知粒子的質(zhì)量為,不計射線所形成的電流對電路的影響,求:

(1)閉合開關(guān)S后,AB間的場強的大小是多少?
(2)粒子到達金屬網(wǎng)B的最長時間?
(3)切斷開關(guān)S,并撤去金屬網(wǎng)B,加上垂直紙面向內(nèi)、范圍足夠大的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,設(shè)加上B后粒子仍能到達熒光屏。這時在豎直方向上能觀察到熒光屏亮區(qū)的長度是多少?

(1)  (2) (3)

解析試題分析: (1)由閉合電路歐姆定律得:   (2分)
     (1分)
則電場強度:   (2分)
(2)粒子在兩板間運動只受電場力作用,其加速度為: (2分)
分析可知,沿A板方向射出的粒子做類平拋運動到達B板所用時間最長.
根據(jù)運動學(xué)公式:        (2分)
則       (2分)
(3)粒子垂直進入磁場只受洛倫茲力做勻速圓周運動,則有:
 , 得:         (2分)
熒光亮斑區(qū)的上邊界就是沿A板射出的粒子所達的a點,做軌跡圖如圖所示,有:

 解得: (2分)
熒光亮斑區(qū)的下邊界就是粒子軌跡與屏相切的C點,有:
    解得;      (2分)
在豎直方向上亮斑區(qū)的長度為:      (2分)
考點:本題考查了閉合電路的歐姆定律、牛頓第二定律、向心力、帶電粒子在勻強電場中的運動、帶電粒子在勻強磁場中的運動.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,質(zhì)量M = 1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上,木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1,在木板的左端放置一個質(zhì)量m=1kg、大小可以忽略的鐵塊,鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2=0.4,認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取g=10m/s2。試求:
(1)若木板長L=1m,在鐵塊上加一個水平向右的恒力F=8N,經(jīng)過多長時間鐵塊運動到木板的右端?
(2)若在木板(足夠長)的右端施加一個大小從零開始連續(xù)增加的水平向左的力F,請在圖中畫出鐵塊受到的摩擦力f隨拉力F大小變化的圖像.要求有計算過程。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,一內(nèi)壁光滑的細管彎成半徑為R=0.4m的半圓形軌道CD,豎直放置,其內(nèi)徑略大于小球的直徑,水平軌道與豎直半圓軌道在C點連接完好。置于水平軌道上的彈簧左端與豎直墻壁相連,B處為彈簧的自然狀態(tài)。將一個質(zhì)量為m=0.8kg的小球放在彈簧的右側(cè)后,用力向左側(cè)推小球而壓縮彈簧至A處,然后將小球由靜止釋放,小球運動到C處后對軌道的壓力為F1=58N。水平軌道以B處為界,左側(cè)AB段長為x=0.3m,與小球的動摩擦因數(shù)為,右側(cè)BC段光滑。g=10m/s2,求:

(1)彈簧在壓縮時所儲存的彈性勢能。
(2)小球運動到軌道最高處D點時對軌道的壓力大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,長L=1.2 m、質(zhì)量M=3 kg的木板靜止放在傾角為37°的光滑斜面上,質(zhì)量m=1 kg、帶電荷量q=+2.5×10-4 C的物塊放在木板的上端,木板和物塊間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,所在空間加有一個方向垂直斜面向下、場強E=4.0×104 N/C的勻強電場,F(xiàn)對木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8 N。取g=10 m/s2,斜面足夠長。

求:(1)物塊經(jīng)多長時間離開木板;
(2)物塊離開木板時木板獲得的動能;
(3)物塊在木板上運動的過程中,由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)如圖所示,半徑為R的半圓軌道BC豎直放置。一個質(zhì)量為m 的小球以某一初速度從A點出發(fā),經(jīng)AB段進入半圓軌道,在B點時對軌道的壓力為7mg,之后向上運動完成半個圓周運動恰好到達C點。試求:

(1)小球上升過程中克服阻力做功。
(2)小球從C點飛出后,觸地時重力的功率。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(15分)如圖所示,水平光滑絕緣軌道MN的左端有一固定絕緣擋板,軌道所在空間存在水平向左、E=4×102N/C的勻強電場。一個質(zhì)量m=0.2kg、帶電荷量q=5.0×10-5C的滑塊(可視為質(zhì)點),從軌道上與擋板相距x1=0.2m的P點由靜止釋放,滑塊在電場力作用下向左做勻加速直線運動。當(dāng)滑塊與擋板碰撞后滑塊沿軌道向右做勻減速直線運動,運動到與擋板相距x2=0.1m的Q點,滑塊第一次速度減為零。若滑塊在運動過程中,電荷量始終保持不變,求:

(1)滑塊由靜止釋放時的加速度大小a;
(2)滑塊從P點第一次達到擋板時的速度大小v;
(3)滑塊與擋板第一次碰撞的過程中損失的機械能ΔE。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(16分)如圖所示,ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道,AB段光滑水平,BC段為光滑圓弧,對應(yīng)的圓心角θ=37º,半徑r=2.5m,CD段平直傾斜且粗糙,各段軌道均平滑連接,傾斜軌道所在區(qū)域有場強大小為E=2×l05N/C、方向垂直于斜軌向下的勻強電場.質(zhì)量m=5×l0-2kg、電荷量q=+1×10-6C的小物體(視為質(zhì)點)被彈簧槍發(fā)射后,沿水平軌道向左滑行,在C點以速度v0=3m/s沖上斜軌.以小物體通過C點時為計時起點,0.1s以后,場強大小不變,方向反向.已知斜軌與小物體間的動摩擦因數(shù)μ=0.25.設(shè)小物體的電荷量保持不變,取g=10m/s2,sin37º=0.60,cos37º=0.80. 

(1)求彈簧槍對小物體所做的功;
(2)電場方向改變前后,小物體的加速度各是多大;
(3)在斜軌上小物體能到達的最高點為P,求CP的長度.

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(8分)光滑水平面AB與豎直面的半圓形導(dǎo)軌在B點銜接,導(dǎo)軌半徑R,如圖所示,物塊質(zhì)量為m,彈簧處于壓縮狀態(tài),現(xiàn)剪斷細線,在彈力的作用下獲得一個向右的速度,當(dāng)它經(jīng)過B點進入導(dǎo)軌瞬間對導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍,之后向上運動恰能完成半圓周運動到達C點,求:

(1)彈簧對物塊的彈力做的功;
(2)物塊從B至C克服摩擦阻力所做的功;
(3)物塊離開C點后落回水平面時動能的大小

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)動車組是城際間實現(xiàn)小編組、大密度的高效運輸工具,以其編組靈活、方便、快捷、安全、可靠、舒適等特點而備受世界各國鐵路運輸和城市軌道交通運輸?shù)那嗖A.動車組就是幾節(jié)自帶動力的車廂加幾節(jié)不帶動力的車廂編成一組,就是動車組.假設(shè)有一動車組由8節(jié)車廂連接而成,每節(jié)車廂的總質(zhì)量均為7.5×104 kg.其中第一節(jié)、第二節(jié)帶動力,他們的額定功率分別為3.6×107 W和2.4×107 W,車在行駛過程中阻力恒為重力的0.1倍(g=10 m/s2
(1)求該動車組只開動第一節(jié)的動力的情況下能達到的最大速度.
(2)若列車從A地沿直線開往B地,先以恒定的功率6×107 W(同時開動第一、第二節(jié)的動力)從靜止開始啟動,達到最大速度后勻速行駛,最后除去動力,列車在阻力作用下勻減速至B地恰好速度為0.已知AB間距為5.0×104 m,求列車從A地到B地的總時間.

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