【題目】如圖所示,在足夠長的絕緣板上方距離為d的P點有一個粒子發(fā)射源,能夠在紙面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率相等,比荷q/m=k的帶正電的粒子,不考慮粒子間的相互作用和粒子重力。
(1)若已知粒子的發(fā)射速率為vo,在絕緣板上方加一電場強(qiáng)度大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場,求同一時刻發(fā)射出的帶電粒子打到板上的最大時間差;
(2)若已知粒子的發(fā)射速率為vo,在絕緣板的上方只加一方向垂直紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=的勻強(qiáng)磁場,求帶電粒子能到達(dá)板上的長度。
(3)若粒子的發(fā)射速率vo未知,在絕緣板的上方只加一方向垂直紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)磁場,使粒子做圓周運(yùn)動的運(yùn)動半徑大小恰好為d,為使同時發(fā)射出的粒子打到板上的最大時間差與(1)中相等,求vo的大小。
【答案】(1); (2);(3)
【解析】
試題分析:(1)最大時間差為豎直向上和豎直向下射出的粒子,設(shè)其運(yùn)動時間之差為Δt,
則:Δt=又有加速度, 聯(lián)立解得最大時間差為
(2) 洛侖茲力充當(dāng)向心力
B=則:R =" d"
粒子運(yùn)動到絕緣板的兩種臨界情況如圖:
左側(cè)最遠(yuǎn)處離C距離為d , 右側(cè)離C最遠(yuǎn)處為
帶電粒子能到達(dá)板上的長度為
(3)設(shè)此時粒子出射速度的大小為v0
在磁場中運(yùn)動時間最長和最短的粒子運(yùn)動軌跡示意圖如下:
由幾何關(guān)系可知:
最長時間:t1=最短時間:t2=
又有粒子在磁場中運(yùn)動的周期
根據(jù)題意,聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧式解得:
粒子在磁場中所受的洛倫茲力提供向心力得:
解得
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【題目】如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體被光滑的活塞封閉在導(dǎo)熱良好的氣缸內(nèi).活塞質(zhì)量為m=20kg,橫截面積為S=0.01m2.氣缸與水平面成=30°角靠在墻上,活塞靜止時,活塞下表面與氣缸底部的距離L=48cm,此時氣體的溫度為27℃.已知外界大氣壓強(qiáng)p0=1.0X105Pa,并始終保持不變,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)若將氣缸緩慢地沿逆時針方向轉(zhuǎn)到豎直位置,此時活塞下表面與氣缸底部的距離;
(2)若將缸內(nèi)氣體的溫度升高,為使活塞仍處于第(1)問的位置不變,可在活塞上表面均勻添放鐵沙,當(dāng)缸內(nèi)溫度為47℃時,添加在活塞上表面的鐵沙質(zhì)量是多少?
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【題目】有一個垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場,它的邊界MN左側(cè)為無場區(qū),右側(cè)是勻強(qiáng)磁場區(qū)域,如圖(甲)所示,現(xiàn)讓一個金屬線框在紙平面內(nèi)以垂直于MN的恒定速度從MN左側(cè)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域,線框中的電流隨時間變化的i-t圖象如圖(乙)所示,則進(jìn)入磁場區(qū)域的金屬線框可能是下圖的( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】可愛的企鵝喜歡在冰面上游玩,如圖所示,有一企鵝在傾角為370的斜面上,靠 腳爪抓冰面,先以加速度a=0.5m/s2,從冰面底部由靜止開始沿直線向上勻加速“奔跑”, t=8s時,突然臥倒,以肚皮貼著冰面向前滑行,最后退滑到出發(fā)點,完成一次游戲(企 鵝在滑動過程中姿勢保持不變)。若企鵝肚皮與冰面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,已知 sin37o=0.6,cos37o=0.8 . 求:
(1)企鵝向上勻加速“奔跑”的位移大。
(2)從靜止開始10s內(nèi)企鵝的位移和路程。
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【題目】關(guān)于自由落體運(yùn)動,下列說法中不正確的是
A. 由靜止釋放且只受重力作用的物體所做的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動
B. 自由落體運(yùn)動是初速為零的勻加速直線運(yùn)動
C. 自由落體運(yùn)動在第1 s、第2s、第3s內(nèi)的位移之比是1∶3∶5
D. 自由落體運(yùn)動在第1 s、第2s、第3s內(nèi)的位移之比是1∶4∶9
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【題目】如圖所示為一交流電源產(chǎn)生的電壓隨時間變化的關(guān)系圖像,將該電源接入如圖2所示的理想降壓變壓器電路的原線圈,副線圈電阻中R0為定值電阻,R為滑動變阻器,電路中各電表皆為理想電表,電壓表V1和V2的示數(shù)分別用U1和U2表示;電流表A1和A2的示數(shù)分別用I1和I2表示,下列說法正確的是
A. 變壓器輸入電壓瞬時值表達(dá)式為
B. 因為是降壓變壓器,所以副線圈電路的頻率低于原線圈電路的頻率
C. 滑片P向下滑動過程中,U2不變、I1變大
D. 若僅增大發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,則U1不變、I2變大
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【題目】如圖所示,一個正方形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,在磁場內(nèi)有一邊長為l、阻值為R的正方形線框,線框所在平面與磁場垂直,如果以垂直于線框邊和磁場的速度v將線框從磁場中勻速拉出,下列說法正確的是 ( )
A. 如果將線框水平向右拉出磁場,線框經(jīng)過磁場邊界過程中將產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流
B. 在紙面內(nèi)無論沿哪個方向?qū)⒕框拉出磁場,流過線框某一截面的電荷量都相同
C. 將線框水平向右拉出磁場時產(chǎn)生的焦耳熱與速度v成正比
D. 將線框水平向右拉出磁場時產(chǎn)生的焦耳熱與速度v2成正比
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【題目】如圖,一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動,其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi),且相對于過軌跡最低點P的豎直線對稱.忽略空氣阻力.由此可知( )
A. Q點的電勢比P點高
B. 油滴在Q點的動能比它在P點的大
C. 油滴在Q點的電勢能比它在P點的大
D. 油滴在Q點的加速度大小比它在P點的小
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【題目】如圖所示,把質(zhì)量為0.2g的帶電小球A用絕緣絲線吊起,若將帶電荷量為4×10-8C的小球B靠近它,當(dāng)兩小球在同一高度且相距3cm時,絲線與豎直方向夾角為45°,g取10m/s2,則:
(1)小球A帶何種電荷?
(2)此時小球B受到的靜電力F的大小為多少?
(3)小球A所帶電荷量大小是多少?
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