【題目】如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,有一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)邊界與O點(diǎn)相切,圓心O的坐標(biāo)為(0,R),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B圓外第一象限內(nèi)有場(chǎng)強(qiáng)為E勻強(qiáng)電場(chǎng)、方向沿x軸負(fù)方向,F(xiàn)有一帶正電的粒子(質(zhì)量為小m,電量為q)從P()點(diǎn)垂直磁場(chǎng)方向射入,從Q(R,R)點(diǎn)射出。已知粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑也為R,經(jīng)勻強(qiáng)電場(chǎng)作用后通過x軸上的N(未畫出)點(diǎn)且垂直于x軸射出電場(chǎng),題中q、m、R、B均為已知量,不計(jì)粒子重力。求
(1)粒子在P點(diǎn)射入的速度大小
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;
(3)N點(diǎn)坐標(biāo)。(結(jié)果可用根號(hào)表示)
【答案】(1)粒子在P點(diǎn)射入的速度大小為;(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小為;(3)N點(diǎn)坐標(biāo)為(,0)。
【解析】
(1)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力:
解得:①
(2)畫出粒子軌跡過程圖,C點(diǎn)為圓周運(yùn)動(dòng)的圓心,因?yàn)榱W釉诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑也為R,故四邊形PCQO'為菱形
設(shè)粒子從Q點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)的方向與豎直方向夾角為θ,由幾何關(guān)系可得:θ=30° ②
帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋的逆過程,在水平方向作勻減速運(yùn)動(dòng),因?yàn)榱W哟怪庇?/span>x軸射出電場(chǎng),故到達(dá)x軸上N點(diǎn)時(shí)水平速度減為零,豎直方向做勻速運(yùn)動(dòng)。
水平方向:v0sinθ=at ③
由牛頓第二定律:qE=ma ④
豎直方向勻速運(yùn)動(dòng):R=v0cosθt ⑤
聯(lián)立①②③④⑤式可得電場(chǎng)強(qiáng)度:
(3)設(shè)帶電粒子到達(dá)x軸上N點(diǎn)時(shí)沿x軸方向運(yùn)動(dòng)的位移大小為x0,
位移: ⑥
聯(lián)立②⑤⑥式可得:
根據(jù)幾何關(guān)系可得N點(diǎn)到O點(diǎn)距離:x=R+x0
可得:
故N點(diǎn)坐標(biāo)為(,0)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用質(zhì)量為m、總電阻為R的導(dǎo)線做成邊長(zhǎng)為l的正方形線框MNPQ,并將其放在光滑的平行絕緣的傾斜軌道上,軌道的傾角為θ,平行導(dǎo)軌的間距也為l,如圖所示.在導(dǎo)軌的下端有一寬度為l(即ab=l)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的邊界aa′、bb′垂直于導(dǎo)軌,磁場(chǎng)的方向與線框平面垂直.把線框從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,線框恰好能夠勻速地穿過磁場(chǎng)區(qū)域.若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g,求:
(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度和離開磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向;
(2)線框MN邊運(yùn)動(dòng)到aa′的過程中通過線框?qū)Ь橫截面的的電荷量;
(3)穿過磁場(chǎng)的過程中,線框中所產(chǎn)生的熱量Q.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的敘述,其中正確的是( 。
A.某種元素的半衰期為T,經(jīng)過2T時(shí)間后該元素完全變成了另一種元素
B.裂變產(chǎn)物是中等質(zhì)量的核,的平均結(jié)合能大于的平均結(jié)合能
C.按照玻爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半輕較大的軌道時(shí),電子的動(dòng)能減小,原子總能量也減小
D.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入揭示了光的粒子性。前者表明光子具有能量,后者表明光子除了具有能量外還具有動(dòng)量
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)量為m=20kg的物體,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直線運(yùn)動(dòng),0~2s內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相反,2~4s內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相同,物體的v—t圖象如圖所示,g=10m/s2,則( )
A.拉力F的大小為100N
B.物體在4s時(shí)拉力的瞬時(shí)功率為120W
C.4s內(nèi)拉力所做的功為480J
D.4s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為320J
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】利用計(jì)算機(jī)和力傳感器可以比較精確地測(cè)量作用在掛鉤上的力,并能得到掛鉤所受的拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象,實(shí)驗(yàn)過程中掛鉤位置可認(rèn)為不變。某同學(xué)利用力傳感器和單擺小球來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①如圖甲所示,固定力傳感器M
②取一根不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線,一端連接一小鐵球,另一端穿過固定的光滑小圓環(huán)O(小圓環(huán)重力不計(jì))并固定在傳感器M的掛鉤上(小圓環(huán)剛好夠一根細(xì)線通過);
③讓小鐵球自由懸掛并處于靜止?fàn)顟B(tài),從計(jì)算機(jī)中得到拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示;
④讓小鐵球以較小的角度在豎直平面內(nèi)的A、B之間擺動(dòng),從計(jì)算機(jī)中得到拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖丙所示。請(qǐng)回答以下問題
(1)小鐵球的重力為______
(2)為了驗(yàn)證小鐵球在最高點(diǎn)A和最低點(diǎn)處的機(jī)械能是否相等(忽略空氣阻力),現(xiàn)已測(cè)得圖乙和圖丙中的F0、F1、F2的大小,只需驗(yàn)證______等式是否成立即可用F0、F1、F2來(lái)表示)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,豎直放置的П形支架上,一根不可伸長(zhǎng)的輕繩通過輕質(zhì)滑輪懸掛一重物G,現(xiàn)將輕繩的一端固定于支架上的A點(diǎn),另一端從與A點(diǎn)等高的B點(diǎn)沿支架緩慢地向C點(diǎn)移動(dòng),則繩中拉力大小變化的情況是( )
A. 先變小后變大B. 先不變后變小
C. 先不變后變大D. 先變大后變小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】2014年10月24日02時(shí)00分,我國(guó)自行研制的探月工程三期載人返回飛行試驗(yàn)器,在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭發(fā)射升空,我國(guó)探月工程首次實(shí)施的載人返回飛行試驗(yàn)首戰(zhàn)告捷.假設(shè)月球是一個(gè)質(zhì)量為M,半徑為R的均勻球體.萬(wàn)有引力常數(shù)為G,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 在月球上發(fā)射一顆環(huán)繞其表面運(yùn)行的衛(wèi)星,它的最大運(yùn)行速度為
B. 在月球上發(fā)射一顆環(huán)繞其表面運(yùn)行的衛(wèi)星,它的最小周期為2πR
C. 在月球上以初速度ν0豎直上拋一個(gè)物體,物體落回到拋出點(diǎn)所用時(shí)間為
D. 在月球上以初速度ν0豎直上拋一個(gè)物體,物體上升的最大高度為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,有甲乙兩衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)(不計(jì)空氣阻力),衛(wèi)星甲的軌道為圓軌道,衛(wèi)星乙的軌道為橢圓軌道,橢圓軌道的長(zhǎng)軸bd剛好等于圓軌道的直徑ac,且abcd在同一直線上,兩軌道與地球在同一平面內(nèi),p是兩軌道的交點(diǎn)。某時(shí)刻,甲在a處時(shí),乙正好在b處,且它們均逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)。下列判斷正確的是( 。
A.甲在p處的加速度等于乙在p處的加速度
B.當(dāng)甲在c處時(shí),乙正好在p處
C.甲在p處的萬(wàn)有引力等于乙在p處的萬(wàn)有引力
D.甲在a處的速度小于乙在d處的速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如右圖為點(diǎn)電荷a、b所形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布圖,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. a、b為異種電荷,a帶電量小于b的帶電量
B. a、b為異種電荷,a帶電量大于b的帶電量
C. a、b為同種電荷,a帶電量大于b的帶電量
D. a、b為同種電荷,a帶電量小于b的帶電量
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