【題目】如圖所示,在地面附近有一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng).勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向水平并垂直紙面向里,一質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電微粒在此區(qū)域恰好做速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng).(重力加速度為g)
(1)求此區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向;
(2)若某時(shí)刻微粒運(yùn)動(dòng)到場(chǎng)中距地面高度為H的P點(diǎn),速度與水平方向成45,如圖所示.則該微粒至少須經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)到距地面最高點(diǎn)?最高點(diǎn)距地面多高?
(3)在(2)問中微粒運(yùn)動(dòng)P點(diǎn)時(shí),突然撤去磁場(chǎng),同時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變,方向變?yōu)樗较蛴,則該微粒運(yùn)動(dòng)中距地面的最大高度是多少?
【答案】(1)方向:豎直向下(2) ;(3)
【解析】
試題(1)帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)及重力場(chǎng)能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則有電場(chǎng)力與重力平衡,而洛倫茲力提供向心力.從而根據(jù)平衡條件可確定電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向;(2)由粒子所受洛倫茲力提供向心力,從而求出運(yùn)動(dòng)圓弧的半徑與周期,再根據(jù)幾何關(guān)系來確定圓弧最高點(diǎn)與地面的高度及運(yùn)動(dòng)時(shí)間;(3)當(dāng)撤去磁場(chǎng)時(shí),粒子受到重力與電場(chǎng)力作用,從而做勻減速直線運(yùn)動(dòng).因此此運(yùn)動(dòng)可看成豎直方向與水平方向兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),運(yùn)用動(dòng)能定理可求出豎直的高度,最終可算出結(jié)果.
(1)帶電微粒在做勻速圓周運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力與重力應(yīng)平衡,因此,
解得,方向:豎直向下
(2)粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑為R,如圖所示。
最高點(diǎn)與地面的距離
解得
該微粒運(yùn)動(dòng)周期為,運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所用時(shí)間為
(3)設(shè)粒子升高度為h,由動(dòng)能定理得
解得
微粒離地面最大高度為:
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,點(diǎn)電荷、分別置于M、N兩點(diǎn),O點(diǎn)為MN連線的中點(diǎn),點(diǎn)a、b在MN連線上,點(diǎn)c、d在MN中垂線上,它們均關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱下列說法正確的是
A. c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B. a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相同
C. 將電子沿直線從c移到d,電場(chǎng)力對(duì)電子先做負(fù)功再做正功
D. 將電子沿直線從a移到b,電子的電勢(shì)能一直增大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)在用小車做“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)時(shí),從打出的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每?jī)牲c(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出來),上面的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz.
計(jì)算出打下計(jì)數(shù)點(diǎn)2、4時(shí)小車的瞬時(shí)速度分別為v2=______、v4=________;該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=________.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】從離地面80 m的空中自由落下一個(gè)小球,取g=10 m/s2,求:
(1)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間落到地面;
(2)自開始下落時(shí)計(jì)時(shí),在第1 s內(nèi)和最后1 s內(nèi)的位移;
(3)下落時(shí)間為總時(shí)間的一半時(shí)的位移.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)將一直流電源的總功率 PE、輸出功率 PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率 Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中,如圖中的 a、b、c 所示。則:
(1) 直線 _____表示電源的總功率.
(2) 曲線 ____ 表示電源的輸出功率.
(3) 電源的電動(dòng)勢(shì) E=___V,內(nèi)阻 r=____Ω.
(4)電源的最大輸出功率 Pm=_____W.
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【題目】如圖所示,在xOy坐標(biāo)系的0≤y≤d的區(qū)域內(nèi)分布著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),在d≤y≤2d的區(qū)域內(nèi)分布著垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN為電場(chǎng)和磁場(chǎng)的交界面,ab為磁場(chǎng)的上邊界,F(xiàn)從原點(diǎn)O處沿x軸正方向發(fā)射初速率為v0、比荷(電荷量與質(zhì)量之比)為k的帶正電粒子,粒子運(yùn)動(dòng)軌跡恰與ab相切并返回電場(chǎng)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度,不計(jì)粒重力和粒子間的相互作用。試求:
(1)粒子從O點(diǎn)第一次穿過MN時(shí)的速度大小和水平位移的大小;
(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(3)粒子從O點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到又返回至x軸所經(jīng)歷的總時(shí)間t。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的裝置,對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究。一輕質(zhì)彈簧放置在較光滑的水平桌面上,彈簧右端固定,左端與一小球接觸但不拴接;彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),小球恰好在桌面邊緣。向右推小球,使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放,小球離開桌面后落到鋪有白紙和復(fù)寫紙的水平地面上,通過測(cè)量和計(jì)算,可得到彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能。
(1)為測(cè)得小球離開桌面時(shí)的動(dòng)能Ek,已知重力加速度g,需要測(cè)量下列物理量中的_____________(選填選項(xiàng)前的字母)。
A.小球的質(zhì)量m
B.小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)水平距離s
C.桌面到地面的高度h
D.彈簧的壓縮量x
(2)用所選擇的測(cè)量和已知量表示Ek,Ek=_____________。
(3)如果忽略桌面摩擦阻力的影響,可認(rèn)為小球離開桌面時(shí)的動(dòng)能Ek等于彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能Ep。實(shí)驗(yàn)時(shí),測(cè)得小球質(zhì)量m=190.0g,桌面到地面的高度h=40.00cm。已知彈簧的勁度系數(shù)k=40N/m,本地重力加速度g=9.8m/s2。某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出彈簧的彈性勢(shì)能Ep與彈簧的壓縮量的二次方x2關(guān)系的圖像,如圖2所示。
在Ep–x2圖像中,設(shè)圖像的斜率為β,由圖像可得Ep隨x2變化的表達(dá)式為______________。根據(jù)功與能的關(guān)系,彈性勢(shì)能的表達(dá)式中可能包含x2這個(gè)因子;分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系,與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是_____________。通過尋找這個(gè)物理量與β間的數(shù)值關(guān)系,可得到彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式為Ep=_____________。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中,首先按圖甲接線,以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的關(guān)系;然后按圖乙將電流表與線圈B連成一個(gè)閉合回路,將線圈A、電池、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)串聯(lián)成另一個(gè)閉合電路,在圖甲中,當(dāng)閉合S時(shí),觀察到電流表指針向左偏,不通電時(shí)電流表指針停在正中央。則在圖乙中:
(1)S閉合時(shí),將螺線管A插入螺線管B的過程中,電流表的指針________;(填右偏、不偏、左偏)
(2)線圈A放在B中不動(dòng)時(shí),指針將________;(填右偏、不偏、左偏)
(3)線圈A放在B中不動(dòng),突然斷開開關(guān)S,電流表指針將________。(填右偏、不偏、左偏)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩個(gè)相同的小球A、B用長(zhǎng)度分別為l1、l2的細(xì)線(l1<l2)懸掛于天花板的O1、O2點(diǎn),兩球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),兩根細(xì)線與豎直軸夾角均為θ。設(shè)A、B兩球的線速度分別為vA、vB,角速度分別為ωA、ωB,加速度分別為aA、aB,兩根細(xì)線的拉力分別為FA、FB,則( )
A.FA<FB
B.vA>vB
C.aA=aB
D.ωA>ωB
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