【題目】如圖所示。在y≥0存在垂直xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場,坐標(biāo)原點O處有一粒子源,可向x軸和x軸上方的各個方向均勻地不斷發(fā)射速度大小均為v、質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的同種帶電粒子。在x軸上距離原點x0處垂直于x軸放置一個長度為x0、厚度不計、能接收帶電粒子的薄金屬板P(粒子一旦打在金屬板 P上,其速度立即變?yōu)?/span>0),F(xiàn)觀察到沿x軸負(fù)方向射出的粒子恰好打在薄金屬板的上端,且速度方向與y軸平行。不計帶電粒子的重力和粒子間相互作用力:
(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(2)求被薄金屬板接收的粒子中運(yùn)動的最長與最短時間的差值;
(3)求打在薄金屬板右側(cè)面與左側(cè)面的粒子數(shù)目之比。
【答案】(1);(2) ;(3)
【解析】
(1)由左手定則可以判斷帶電粒子在磁場中沿順時針方向做勻速圓周運(yùn)動,沿方向射出的粒子恰好打在金屬板的上方,如圖a所示:
則:
聯(lián)立得:
(2)粒子做勻速圓周運(yùn)動的周期為T,根據(jù)圓周運(yùn)動公式可知:
圖b為帶電粒子打在金屬板左側(cè)面的兩個臨界點,由圖可知,圓心O與坐標(biāo)原點和薄金屬板下端構(gòu)成正三角形,帶電粒子速度方向和x軸正方向成角,由圖b可知到達(dá)薄金屬板左側(cè)下端的粒子用時最短,即:
圖c為打在右側(cè)下端的臨界點,圓心與坐標(biāo)原點和薄金屬板下端構(gòu)成正三角形,帶電粒子速度方向和x軸正方向成角,由圖a、c可知到達(dá)金屬板右側(cè)下端的粒子用時最長,即:
則被板接收的粒子中最長和最短時間之差為:
(3)由圖a和圖c可知打在右側(cè)面的粒子發(fā)射角為,打在左側(cè)面的粒子發(fā)射角為,所以打在薄金屬板右側(cè)面與左側(cè)面的粒子數(shù)目之比為:
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在xOy平面的y軸左側(cè)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,y軸右側(cè)區(qū)域I內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1=的勻強(qiáng)磁場,區(qū)域Ⅰ、區(qū)域Ⅱ的寬度均為L,高度均為3L。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從坐標(biāo)為(, )的A點以速度v0沿x軸正方向射出,恰好經(jīng)過坐標(biāo)為(0, )的C點射入?yún)^(qū)域Ⅰ。粒子重力忽略不計。求:
(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E;
(2)粒子離開區(qū)域Ⅰ時的位置坐標(biāo);
(3)要使粒子從區(qū)域Ⅱ的上邊界離開磁場,可在區(qū)域Ⅱ內(nèi)加垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場。試確定磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小范圍,并說明粒子離開區(qū)域Ⅱ時的速度方向。
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【題目】如圖所示,一個正方形線圈邊長a=0.5m,總電阻為R=2Ω,當(dāng)線圈以v=4m/s的速度勻速通過磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場區(qū)域時,線圈平面總保持與磁場垂直。若磁場的寬度b>a,如圖所示,求:
(1)線圈進(jìn)入磁場過程中感應(yīng)電流的大小和方向;
(2)線圈進(jìn)入磁場瞬間,線框CD邊兩端的電壓UCD;
(3)線框在穿過整個磁場過程中釋放的焦耳熱Q。
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【題目】如圖a所示是常見的飲水機(jī)的壓水器,他可以簡化為圖b所示的模型,上面氣囊的體積為V1=0.5L,擠壓時可以把氣囊中的氣體全部擠入下方橫截面積為S=0.05m2的水桶中,隨下方氣體壓強(qiáng)增大,桶中的液體會從細(xì)管中流出,已知在擠壓氣囊過程中,氣體的溫度始終不變,略去細(xì)管的體積及桶口連接處的體積,已知外部大氣壓為P0=105Pa,水的密度為ρ=103kg/m3,重力加速度為g=10m/s2,某次使用過程時,桶內(nèi)氣體體積為V2=12.5L,擠壓氣囊一下后,桶內(nèi)的水恰好上升到出水口處,認(rèn)為每次擠壓都能使氣囊中的氣體全部擠入桶中,則
①桶中液面離出水口多高?
②至少擠壓多少次才能從桶內(nèi)流出體積為V3=2.5L的水?
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【題目】如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)隨體積變化的 圖像,其中段為雙曲線,段與橫軸平行,則下列說法正確的是( 。
A.過程①中氣體分子的平均動能不變
B.過程②中氣體需要吸收熱量
C.過程②中氣體分子的平均動能減小
D.過程③中氣體放出熱量
E.過程③中氣體分子單位時間內(nèi)對容器壁的碰撞次數(shù)增大
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【題目】如圖所示,一電場的電場線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對稱,O、M、N是y軸上的三個點,且OM=MN。P點在y軸右側(cè),MP⊥ON。則
A. M點的電勢比P點高
B. 將負(fù)電荷由O點移動到P點,電場力做正功
C. M、N兩點間的電勢差大于O、M兩點間的電勢
D. 在O點靜止釋放一帶正電粒子,該粒子將沿y軸做直線運(yùn)動
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【題目】要測繪一個標(biāo)有“3 V 0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到
3 V,并便于操作.已選用的器材有:
電池組(電動勢為4.5 V,內(nèi)阻約1 Ω);
電流表(量程為0~250 mA,內(nèi)阻約5 Ω);
電壓表(量程為0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ);電鍵一個、導(dǎo)線若干.
①實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的________(填字母代號).
A.滑動變阻器(最大阻值20 Ω,額定電流1 A)
B.滑動變阻器(最大阻值1750 Ω,額定電流0.3 A)
②實驗的電路圖應(yīng)選用下列的圖________(填字母代號).
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【題目】如圖所示,在直角三角形所在的平面內(nèi)存在勻強(qiáng)電場,其中A點電勢為0,B點電勢為3V,C點電勢為6V.己知∠ACB=30°,AB邊長為m,D為AC的中點.,將一點電荷放在D點,且點電荷在C點產(chǎn)生的場強(qiáng)為1.5N/C,則放入點電荷后,B點場強(qiáng)為( )
A. 2.5N/C B. 3.5N/C C. 2N/C D. N/C
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【題目】“軌道康復(fù)者”是“垃圾”衛(wèi)星的救星,被稱為“太空110”,它可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能源,延長衛(wèi)星的使用壽命,假設(shè)“軌道康復(fù)者”的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一,其運(yùn)動方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致,軌道平面與地球赤道平面重合,下列說法正確的是( )
A.“軌道康復(fù)者”的速度是地球同步衛(wèi)星速度的倍
B.“軌道康復(fù)者”的速度大于地球的第一宇宙速度
C.站在赤道上的人的角速度大于“軌道康復(fù)者”的角速度
D.“軌道康復(fù)者”可在高軌道上加速,以實現(xiàn)對低軌道上衛(wèi)星的拯救
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