【題目】如圖所示,xOy平面內(nèi)半徑為R的圓O'與y軸相切于原點(diǎn)O.在該圓形區(qū)域內(nèi),有與y軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于圓面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)從O點(diǎn)沿x軸正方向以某一速度射入,帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)T0時(shí)間從P點(diǎn)射出.
(1)若僅撤去磁場(chǎng),帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射入,經(jīng) 時(shí)間恰從圓形區(qū)域的邊界射出.求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度的大。
(2)若僅撤去電場(chǎng),帶電粒子仍從O點(diǎn)射入,且速度為原來(lái)的2倍,求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
【答案】
(1)解:設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感強(qiáng)度為B;初速度為v.同時(shí)存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí),帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)有:
2R=vT0
解得:
v=
撤去磁場(chǎng),只存在電場(chǎng)時(shí),粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),有:
x=v
y= ( )2
由以上式子可知x=y=R,粒子從圖中的M點(diǎn)離開電場(chǎng);
解得:
E=
又:vx=v
vy=at=
則粒子離開電場(chǎng)時(shí)的速度為:
v= =
答:電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 ,粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度的大小為 ;
(2)解:同時(shí)存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí),帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)有:
qvB=qE
只存在磁場(chǎng)時(shí),粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)半徑為r.
q2vB=
由以上式子可求得r=R,可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 圓周,所以,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:
t= = ,
或
T=
解得:
t= = .
答:若僅撤去電場(chǎng),帶電粒子仍從O點(diǎn)射入,且速度為原來(lái)的2倍,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 .
【解析】(1)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感強(qiáng)度為B,初速度為v;同時(shí)存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí),帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力等于洛倫茲力;撤去磁場(chǎng),只存在電場(chǎng)時(shí),粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律結(jié)合幾何關(guān)系即可求解;(2)只存在磁場(chǎng)時(shí),粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)洛倫茲力提供向心力列式求出半徑,結(jié)合周期公式即可求解運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解洛倫茲力的相關(guān)知識(shí),掌握洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功,以及對(duì)感應(yīng)電流的方向的理解,了解通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向:跟電流方向和磁感線方向有關(guān).(左手定則).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在邊長(zhǎng)為a的正方形區(qū)域內(nèi),有以對(duì)角線為邊界、垂直于紙面的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同、方向相反,紙面內(nèi)一邊長(zhǎng)為a的正方形導(dǎo)線框沿x軸勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,t=0時(shí)刻恰好開始進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向,下列選項(xiàng)中能夠正確表示電流與位移關(guān)系的是( )
A.
B.
C.
D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】伽利略被譽(yù)為“經(jīng)典物理學(xué)的奠基人”,成功地解釋了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,如圖所示,讓小球沿斜面AB由靜止?jié)L下,沿水平面BC向前運(yùn)動(dòng),直到滾到另一個(gè)斜面CD.如果無(wú)摩擦力,無(wú)論BC多長(zhǎng)、斜面AB比斜面CD陡些還是緩些,小球總會(huì)在斜面CD上的某點(diǎn)速度變?yōu)榱悖@點(diǎn)距斜面底端的豎直高度與它出發(fā)時(shí)的高度相同.設(shè)起點(diǎn)為p,終點(diǎn)為q,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
B. 力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
C. 小球在A、B斜面上運(yùn)動(dòng)距離之比等于斜面傾角正弦值的正比
D. 小球在A、B斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比等于斜面傾角正弦值的反比
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上,受到向右的拉力F的作用而向右滑行,長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài),已知木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2.下列說(shuō)法正確的是( )
A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C. 當(dāng)F>μ2(m+M)g時(shí),木板便會(huì)開始運(yùn)動(dòng)
D. 木板受到地面摩擦力的大小一定等于F
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=18V,內(nèi)阻r=2Ω,兩平行金屬板水平放置,相距d=2cm,當(dāng)變阻器R2的滑片P恰好移到中點(diǎn)時(shí),一帶電量q=﹣2×10﹣7C的液滴剛好靜止在電容器兩板的正中央,此時(shí)理想電流表的讀數(shù)為1A.已知定值電阻R1=6Ω求:
(1)帶電液滴的質(zhì)量(取g=10m/s2).
(2)當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P迅速移到C點(diǎn)后,液滴到達(dá)極板時(shí)的動(dòng)能.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,一端開口、另一端封閉的細(xì)長(zhǎng)薄壁玻璃管水平放置,內(nèi)有用水銀柱封閉的體積為10mL的某種理想氣體.外界大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,環(huán)境溫度為27℃ , 阿伏伽德羅常數(shù)約為6×1023mol-1 , 標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol該氣體體積約為22.4L . 求:
(1)當(dāng)環(huán)境溫度降為0℃時(shí)(設(shè)大氣壓強(qiáng)不變)氣體的體積;
(2)估算管中氣體分子數(shù)目.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】圖中L是繞在鐵芯上的線圈,它與電阻R、R0、電鍵和電池E可構(gòu)成閉合回路.線圈上的箭頭表示線圈中電流的正方向,當(dāng)電流的流向與箭頭所示的方向相同時(shí),該電流為正,否則為負(fù).電鍵K1和K2都處在斷開狀態(tài).設(shè)在t=0時(shí)刻,接通電鍵K1 , 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,在t=tl時(shí)刻,再接通電鍵K2 , 則能較正確地表示L中的電流I隨時(shí)間t變化的圖線是下面給出的四個(gè)圖中的哪個(gè)圖?( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】?jī)筛嗑酁長(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的金屬?gòu)澖枪饣瑢?dǎo)軌如圖所示放置,它們各有一邊在同一水平面內(nèi),另一邊與水平面的夾角為37°,質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),回路總電阻為2R,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd桿恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度為g,以下說(shuō)法正確的是( )
A.ab桿所受拉力F的大小為mg sin37°
B.回路中電流為
C.回路中電流的總功率為mgv sin37°
D.m與v大小的關(guān)系為m=
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一個(gè)絕緣圓環(huán),當(dāng)它的 均勻帶電且電荷量為+q時(shí),圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,現(xiàn)使半圓ABC均勻帶電+2q,而另一半圓ADC均勻帶電﹣2q,則圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)椋?)
A.2 E方向由O指向D
B.4E方向由O指向D
C.2 E方向由O指向B
D.0
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