【題目】在科學研究中,可以通過施加適當的電場和磁場來實現對帶電粒子運動的控制。如圖甲所示,M、N為間距足夠大的水平極板,緊靠極板右側放置豎直的熒光屏PQ,在MN間加上如圖乙所示的勻強電場和勻強磁場,電場方向豎直向下,磁場方向垂直于紙面向里,圖中E0、B0、k均為已知量。t=0時刻,比荷q/m=k的正粒子以一定的初速度從O點沿水平方向射入極板間,在0-t1()時間內粒子恰好沿直線運動, 時刻粒子打到熒光屏上。不計粒子的重力,涉及圖象中時間間隔時取0.8 = ,1. 4 =,求:
(1) 在時刻粒子的運動速度v
(2) 在時刻粒子偏離O點的豎直距離y
(3) 水平極板的長度L。
【答案】(1),方向與水平方向成45o角向下(2)()(3)
【解析】(1)在0~t1時間內,粒子在電磁場中做勻速直線運動,則:
得
在t1~t2時間內,粒子在電場中做類平拋運動,
則:
由:
得: 即v與水平方向成45o角向下
(2)在電場中做類平拋運動向下偏移:在此處鍵入公式。
在t2~t3時間內,粒子在磁場中做勻速圓周運動,運動周期
在磁場中運動時間 ,即圓周運動的圓心角為 ,此時速度恰好沿水平方向.
磁場中,由 得
偏離的豎直距離:
(3)在t3時刻進入電場時以初速度:
做類平拋運動,
再次進入磁場時,
由
得 即v′與水平方向成45o角向下.
由 得:
綜上可得:長度:
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【題目】如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計相連,靜電計金屬外殼和電容器下級板都接地.在兩極板間有一固定在P點的點電荷,以E表示兩極板間的電場強度, 表示點電荷在P點的電勢能, 表示靜電計指針的偏角.若保持下極板不動,將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置,則( 。
A. 增大,E增大 B. 增大, 不變 C. 減小, 增大 D. 減小,E不變
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【題目】某同學做“驗證力的平行四邊形定則”煩人實驗情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細繩的接點,OB和OC為細繩。圖乙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖。
(1)如果沒有操作失誤,圖乙中的F與兩力中,方向一定沿AO方向的是___________
(2)本實驗采用的科學方法是_________。
A.理想實驗法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.建立物理模型法
(3)本實驗主要誤差是_____________(寫兩條,一條1分)
(4)根據本實驗可得到結論:_____________________________。
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【題目】如圖甲所示的是安全恒溫飲水機的自動控制電路.左邊是一個對水加熱的容器,內有密封絕緣可調的電熱絲發(fā)熱器和接觸開關S1,只要有水浸沒S1,它就會導通.Rx是一個熱敏電阻,低溫時呈現高電阻,達到高溫時(如水的沸點)呈現低電阻.Ry是一個可變電阻,低溫時RxRy,高溫(水的沸點)時RxRy.中方框P內是一個邏輯門,A、B是邏輯門的輸入端,Z是輸出端.當A、B輸入都為高電勢時,Z才輸出高電勢.右邊虛線框J內是一個繼電器,當Z輸出高電勢時電磁線圈中有電流,S2被吸動閉合,發(fā)熱器工作.該加熱電路中,電的電動勢為220V,內電阻為4Ω,電熱絲是一根額定電流為5A、總阻值為220Ω的均勻電阻絲制成的圓環(huán)形滑動變阻器,如圖乙所示.
(1)根據題意,甲圖中方框P是一個__(選填“與”、“或”、“非”)邏輯門,該邏輯門輸入信號由水位高低控制的輸入端是__,輸入信號由水溫高低控制的輸入端是__.(后兩空選填“A”、“B”)
(2)當加熱電路安全工作時,電的可能最高效率和可能最大輸出功率分別是多少?
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【題目】如圖所示,光滑水平地面上靜止放置由彈簧相連的木塊A和B,開始時彈簧處于原長,現給A一個向右的瞬時沖量,讓A開始以速度v0向右運動,若,則:
A. 當彈簧壓縮最短時,B的速度達到最大值
B. 當彈簧再次恢復原長時,A的速度一定向右
C. 當彈簧再次恢復原長時,A的速度一定小于B的速度
D. 當彈簧再次恢復原長時,A的速度可能大于B的速度
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【題目】北京時間2016年10月19日凌晨,“神舟十一號”載人飛船與“天宮二號”成功進行對接。在對接前,“神舟十一號”的運行軌道高度為341km,“天宮二號”的運行軌道高度為393km,它們在各自軌道上作勻速圓周運動時,下列判斷正確的是
A. “神舟十一號”的向心力比“天宮二號”的小 ,
B. “神舟十一號”的加速度比“天宮二號”的小
C. “神舟十一號”的運行周期比“天宮二號”的小
D. “神舟十一號”的運行速度比“天宮二號”的小
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【題目】發(fā)電機和電動機具有裝置上的類似性,源于它們機理上的類似性。直流發(fā)電機和直流電動機的工作原理可以簡化為如圖1、圖2所示的情景。
在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中,兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內。金屬導體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上,與軌道接觸良好,以平行于MN的速度向右做勻速運動。圖1軌道端點MP間接有電阻,導體棒ab受到水平向右的外力作用。圖2軌道端點MP間接有直流電源,導體棒ab通過滑輪勻速提升重物。
從微觀角度看,導體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力在能量轉化中起著重要作用。為了方便,可認為導體棒中的自由電荷為正電荷。
(1)請在圖3(圖1的導體棒ab)、圖4(圖2的導體棒ab)中,分別畫出自由電荷所受洛倫茲力的示意圖。
(2)我們知道,洛倫茲力對運動電荷不做功。那么,導體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉化過程中起到作用的呢?請以圖1“發(fā)電機”為例,通過計算分析說明。
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【題目】在測定勻變速直線運動加速度的實驗中,選定一條紙帶如圖所示,已知交變電流的頻率f=50Hz。從0點開始,每5個點取一個計數點,其中0、1、2、3、4、5、6都為計數點。測得:x1=1.85cm,x2=3.04cm,x3=4.25cm,x4=5.48cm,x5=6.68cm,x6=7.90cm。
(1)計數周期t= _____s, 小車的速度v4 =_______m/s(結果保留3位有效數字)
(2)加速度a=______ m/s2(結果保留3位有效數字)
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【題目】如圖所示,可視為質點的小木塊a、b和c 放在水平圓盤上,a、b兩個質量均為m,c的質量為.a與轉軸OO′的距離為l,b、c與轉軸OO′的距離為,且均處于水平圓盤的邊緣.木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g,若圓盤從靜止開始繞轉軸緩慢地加速轉動,則下列說法正確的是
A. b、c所受的摩擦力始終相等,故同時從水平圓盤上滑落
B. a、b和c均未滑落時,a、c所受摩擦力的大小相等
C. b和c均未滑落時線速度大小一定相等
D. b開始滑動時的轉速是
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