【題目】如圖所示,在半徑分別為和的同心圓(圓心在O點)所形成的圓環(huán)區(qū)域內(nèi),存在垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B,在大圓邊界上A點有一粒子源,垂直AO向左發(fā)射一質(zhì)量為,電荷量為,速度大小為的粒子,求:
(1)若粒子能進入磁場,求粒子在磁場中運動的半徑;
(2)若粒子能進入磁場發(fā)生偏轉(zhuǎn),則該粒子第一次到達磁場小圓邊界時,粒子速度相對于初始方向偏轉(zhuǎn)的角度;
(3)若粒子每次到達磁場大圓邊界時都未從磁場中射出,那么至少經(jīng)過多長時間該粒子能夠回到出發(fā)點A.
【答案】(1)(2)速度偏轉(zhuǎn)角為(3)
【解析】
(1)作出粒子運動規(guī)律,由幾何知識求出粒子的偏角.
(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動,應用牛頓第二定律與粒子的周期公式可以求出粒子運動時間.
(1)如圖所示,粒子做勻速圓周運動,設(shè)初速度為,
軌跡半徑為,
(2)如圖所示:粒子將沿著AB。▓A心在)運動,交內(nèi)邊界于B點.為等邊三角形,則,粒子的軌跡AB弧對應的圓心角為,則速度偏轉(zhuǎn)角為。
(3)粒子從B點進入中間小圓區(qū)域沿直線BC運動,又進入磁場區(qū)域,經(jīng)偏轉(zhuǎn)與外邊界相切于D點.在磁場中運動的軌跡如圖所示,
粒子在磁場區(qū)域運動的時間:,周期:,
每通過一次無磁場區(qū)域粒子在該區(qū)域運動的距離:,
粒子在無磁場區(qū)域運動的總時間:,代入:,解得:,
則粒子回到A點所用的總時間:;
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【題目】如圖所示,質(zhì)量m=1kg的物塊置于傾角θ=30的固定斜面上,斜面ABCD為正方形,AB與CD均水平。物塊與斜面間的動摩擦因數(shù),且g=10m/s2,下列說法中錯誤的是
A. 若物塊靜止在斜面上,當施加一個豎直向下的力F時,物塊不可能運動
B. 若物塊沿斜面向下勻速滑動時,再施加一個豎直向下的力F,物塊仍然勻速運動
C. 當施加一個平行于BC的水平力F時,物塊不可能做勻速直線運動
D. 當物塊沿平行于BC方向做勻速運動時,應在斜面內(nèi)施加平行斜面大小為5N的力
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【題目】如圖所示,兩個可導熱的氣缸豎直放置,氣缸的底部由一細管連通(忽略細管的容積)。兩氣缸各有一個質(zhì)量不計的活塞,活塞與氣缸無摩擦;钊南路綖槔硐霘怏w,上方為真空。分別在活塞上放置質(zhì)量為m1=4m,m2=3m的砝碼,氣體處于平衡狀態(tài)時,兩活塞位于同一高度h。求
(i)兩個活塞面積之比S1︰S2
(ii)若環(huán)境溫度始終保持為T0,在兩活塞上同時再各放一質(zhì)量為m的砝碼,求氣體再次達到平衡后兩活塞的高度。
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【題目】如圖所示,用兩根長度相同的絕緣細線把一個質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的MN兩點,A上帶有的正電荷。兩線夾角為120°,兩線上的拉力大小分別為和。A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B,B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg(重力加速度取;靜電力常量,AB球可視為點電荷)則
A.支架對地面的壓力大小為2.0N
B.兩線上的拉力大小
C.將B水平右移,使M、A、B在同一直線上,此時兩線上的拉力大小為
D.將B移到無窮遠處,兩線上的拉力大小
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【題目】如圖所示,一束平行光以45°的入射角照射到半徑為R的半圓柱形玻璃磚的上表面上,已知玻璃磚對平行光的折射率為。
(1)圓柱面上光線能夠射出的區(qū)域所對的圓心角是多少?
(2)能從圓柱面射出的光線中,在玻璃磚中傳播時間最長為多少?(光在真空中的速度為c)
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【題目】一列沿著x軸正方向傳播的簡諧橫波,在t=0時刻的波形如圖,其中M、P兩質(zhì)點平衡位置坐標分別為xM=1.0m、xp=1.2m。已知介質(zhì)中質(zhì)點從平衡位置開始振動產(chǎn)生8cm的路程所用的時間均為0.5s,則:
質(zhì)點M的振動周期為__________;質(zhì)點P經(jīng)_____s 第一次回到平衡位置。
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【題目】質(zhì)量為m、長為L的直導體棒放置于光滑圓弧軌道上,整個裝置處于方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勾強磁場中,直導體棒中通有恒定電流,平衡時導體棒與圓弧圓心的連線與豎直方向成角,其截面圖如圖所示。,。則下列關(guān)于導體棒中電流的分析正確的是
A. 導體棒中電流垂直紙面向里,大小為
B. 導體棒中電流垂直紙面向里,大小為
C. 導體林中電流垂直紙面向外,大小為
D. 導體稱中電流垂直紙面向外,小為
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【題目】如圖所示,豎直矩形框內(nèi)存在一沿水平方向且與金屬棒垂直的勻強磁場,金屬棒放在電子秤上,電子秤水平固定在金屬框架上,F(xiàn)通過測量通電金屬棒在磁場中所受的安培力,來測量磁場的磁感應強度大小并判斷其方向。主要實驗步驟:
(1)連接好實物電路,接通電源后金屬林中的電流由a流向b;
(2)保持開關(guān)S斷開,讀出電子秤示數(shù);
(3)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值使電流大小適當,此時電子秤仍有示數(shù),然后讀出并記錄_____、_____;
(4)用刻度尺測量_________;
(5)用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度B的大小,可以得到B=______;
(6)判斷磁感應強度方向的方法是:若________,磁感應強度方向垂直金屬棒向里;反之,磁感應強度方向垂直金屬棒向外。
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【題目】下列說法正確的是___________
A. 電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)
B. 電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失
C. 在岸邊觀察前方水中的一條魚,魚的實際深度比看到的要深
D. 分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗,用紅光時得到的條紋間距更寬
E. 在空氣中傳播的聲波是橫波
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