【題目】如圖甲所示,豎直擋板MN左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)的范圍足夠大,電場(chǎng)強(qiáng)度E=40N/C,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示(磁場(chǎng)垂直紙面向里為正方向)。t=0時(shí)刻,一質(zhì)量m=8×10﹣4kg、電荷量q=+2×10﹣4C的微粒在O點(diǎn)具有豎直向下的速度v=0.12m/s,O’是擋板MN上一點(diǎn),直線OO'與擋板MN垂直,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)若微粒的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于一個(gè)B變化的周期,在圖上畫出(0﹣20π)s內(nèi)微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡
(2)微粒再次經(jīng)過(guò)直線OO'時(shí)與O點(diǎn)的距離;
(3)微粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離開直線OO’的最大高度;
(4)水平移動(dòng)擋板使微粒能垂直射到擋板上,擋板與O點(diǎn)間的距離應(yīng)滿足的條件。
【答案】(1);(2)1.2m;(3)2.48m;(4)L=(1.2n+0.6)m(n=0,1,2…)。
【解析】
(1)微粒所受的重力:G=mg=8×10﹣3N
電場(chǎng)力大小 F=Eq=8×10﹣3N
因此重力與電場(chǎng)力平衡,微粒先在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:
qvB=m
代入數(shù)據(jù)解得:R=0.6m,
周期:T=
代入數(shù)據(jù)解得:T=10πs,
則微粒在5πs內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)半個(gè)圓周,如圖所示。
在5πs﹣10πs微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng),接著再轉(zhuǎn)過(guò)半個(gè)圓周,用時(shí)5πs,再勻速運(yùn)動(dòng)5πs,所以(0﹣20π)s內(nèi)微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。
(2)微粒在5πs內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)半個(gè)圓周,再次經(jīng)直線OO′時(shí)與O點(diǎn)的距離 l=2R=1.2m.
(3)微粒運(yùn)動(dòng)半周后向上勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=5πs,軌跡如圖所示,位移大小 s=vt=0.6πm=1.88m
因此微粒離開直線OO′的最大高度h=s+R=2.48m
(4)若微粒能垂直射到擋板上,由圖象可知,擋板MN與O點(diǎn)間的距離應(yīng)滿足:
L=(1.2n+0.6)m(n=0,1,2…)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電池與定值電阻R0、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),已知R0=r,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為2r.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端向b端滑動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法中正確的是
A. 電路中的電流變大
B. 電源的輸出功率先變大后變小
C. 滑動(dòng)變阻器消耗的功率變小
D. 定值電阻R0上消耗的功率先變大后變小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,滑塊A、B的質(zhì)量均為m,A套在固定傾斜直桿上,傾斜桿與水平面成45°,B套在固定水平的直桿上,兩桿分離不接觸,兩直桿間的距離忽略不計(jì)且足夠長(zhǎng),A、B通過(guò)鉸鏈用長(zhǎng)度為L的剛性輕桿(初始時(shí)輕桿與平面成30°)連接,A、B從靜止釋放,B開始沿水平面向右運(yùn)動(dòng),不計(jì)一切摩擦,滑塊A、B視為質(zhì)點(diǎn),在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是
A. A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B. 當(dāng)A到達(dá)與B同一水平面時(shí),A的速度為
C. B滑塊到達(dá)最右端時(shí),A的速度為
D. B滑塊最大速度為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán),用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi);套在大環(huán)上質(zhì)量為m的小環(huán),從由大環(huán)的最高處?kù)o止滑下,到滑到大環(huán)的最低點(diǎn)的過(guò)程中(重力加速度為g)( )
A. 小環(huán)滑到大圓環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)處于失重狀態(tài)
B. 小環(huán)滑到大圓環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)處于超重狀態(tài)
C. 此過(guò)程中小環(huán)的機(jī)械能守恒
D. 小環(huán)滑到大環(huán)最低點(diǎn)時(shí),大圓環(huán)對(duì)桿的拉力大于(m+M)g
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用下列器材測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻:靈敏電流計(jì)(內(nèi)阻約為50Ω);電壓表(0~3V,內(nèi)阻約為100kΩ);電阻箱R1(0~9999Ω);滑動(dòng)變阻器R2(0~100Ω,1.5A);舊干電池一節(jié);開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)先測(cè)靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻,電路如圖甲所示,測(cè)得電壓表示數(shù)為2V,靈敏電流計(jì)示數(shù)為4mA,電阻箱R1的讀數(shù)為455Ω,則靈敏電流計(jì)內(nèi)阻為_____Ω。
(2)為將靈敏電流計(jì)的量程擴(kuò)大為原來(lái)的10倍,該實(shí)驗(yàn)小組將電阻箱與靈敏電流計(jì)并聯(lián),則應(yīng)將電阻箱R1的阻值調(diào)為_____Ω。
(3)用電壓表和改裝后的靈敏電流計(jì)測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖乙所示的a、b兩種電路,則能夠比較準(zhǔn)確地完成實(shí)驗(yàn)的電路圖為_____。(填“a”或“b”)
(4)根據(jù)選擇好的電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器讀出了幾組電壓表和靈敏電流計(jì)的示數(shù),并作出U﹣IG圖象如圖丙所示。由作出的U﹣IG圖線求得干電池的電動(dòng)勢(shì)E=_____V,內(nèi)阻r=_____Ω。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,用絕緣細(xì)線拴一個(gè)帶正電的小球,讓它在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中繞O點(diǎn)做豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),a、b兩點(diǎn)分別是圓周的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),則( 。
A. 小球經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí),線中的張力最大
B. 小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí),電勢(shì)能最小
C. 小球經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí),機(jī)械能最小
D. 小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí),機(jī)械能最小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】三個(gè)點(diǎn)電荷附近的電場(chǎng)線分布如圖所示,c是電量相等的兩個(gè)負(fù)電荷連線的中點(diǎn),d點(diǎn)在正電荷的正上方,c、d到正電荷的距離相等,則( )
A. c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零
B. b、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同
C. a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高
D. c點(diǎn)的電勢(shì)與d點(diǎn)的電勢(shì)相等
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用如圖所示的裝置探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系,帶滑輪的長(zhǎng)木板和彈簧測(cè)力計(jì)均水平固定。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要進(jìn)行的操作是_____。
A.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,選接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)
B.改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶
C.用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量
D.為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
(2)以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo),以加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖象可能正確的是_____。
(3)若測(cè)出的a-F圖象的斜率為k后,則小車的質(zhì)量為_____。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的裝置“探究加速度與合外力的關(guān)系”,圖中小車質(zhì)量為M,砂桶和砂的總質(zhì)量為m。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變m來(lái)改變小車所受的合外力大小,小車的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出,繩的拉力F可由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出,F(xiàn)保持小車質(zhì)量M不變,逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),得到多組a、F值。
(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,下列做法正確的是_________
A. 先釋放小車,后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
B. 該實(shí)驗(yàn)不需要平衡小車所受的摩擦力
C. 該實(shí)驗(yàn)砂桶和砂的總質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
D. 滑輪摩擦要足夠小,繩的質(zhì)量要足夠輕
(2)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了圖乙所示的一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線,其中縱軸為小車的加速度大小a,橫軸應(yīng)___________(填選項(xiàng)前的字母)。
A. B. C. D. mg
(3)當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量較大導(dǎo)致a較大時(shí),圖線將____________(填選項(xiàng)前的字母)。
A. 偏向縱軸 B. 保持原方向不變 C. 偏向橫軸
(4)圖丙為上述實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶,A、B、C、D、E為選出的五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出,測(cè)得,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為f,則小車的加速度表達(dá)式為__________(用f、表示)。
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