【題目】如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy中的第一象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第二、三、四象限存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E。從第一象限中坐標(biāo)為(L,L)的P點(diǎn)由靜止釋放帶正電的粒子(不計(jì)重力),該粒子第一次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)速度為v0,第二次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的位置坐標(biāo)為(-L,0),求:
(1)粒子的比荷及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(2)粒子第三次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的速度大小及方向;
(3)粒子第二次經(jīng)過(guò)y軸與第三次經(jīng)過(guò)y軸時(shí)兩點(diǎn)間的距離。
【答案】(1);(2) v0,與x軸正方向成45°角斜向右下方(3)3L
【解析】
(1)粒子從P點(diǎn)由靜止釋放并到達(dá)x軸過(guò)程中,
由動(dòng)能定理得:,
解得:
,
粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),并由洛倫茲力提供向心力。
設(shè)軌跡半徑為r1,則,
解得:
,
粒子第二次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的位置坐標(biāo)為(-L,0),故其軌跡半徑r1=L,
可得:
;
(2)粒子通過(guò)y軸上的點(diǎn)(0,L),以平行x軸的速度v0進(jìn)入電場(chǎng)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t第三次通過(guò)x軸,軌跡如圖所示,在此過(guò)程中,
加速度:,
水平位移:x=v0t,
豎直位移:,
解得:
,
x=2L,
該粒子第三次經(jīng)過(guò)x軸時(shí),
水平分速度:vx=v0,
豎直分速度:vy=at=v0,
所以粒子第三次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的速度大小
;
其方向與x軸正方向成45°角斜向右下方。
(3)由前面的解析可知,粒子第二次經(jīng)過(guò)y軸時(shí)坐標(biāo)為(0,L),第三次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)坐標(biāo)為(2L,0),再次進(jìn)入磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),
;
由幾何關(guān)系可求得粒子第三次經(jīng)過(guò)y軸時(shí)坐標(biāo)為(0,-2L),故粒子第二次經(jīng)過(guò)y軸與第三次經(jīng)過(guò)y軸時(shí)兩點(diǎn)間距為3L。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,兩條間距為L的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi),其左端接一阻值為R的電阻;一金屬棒垂直放置在兩導(dǎo)軌上;在MN左側(cè)面積為S的圓形區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B=kt,式中k為常量,且k>0;在MN右側(cè)區(qū)域存在一與導(dǎo)軌垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。t=0時(shí)刻,金屬棒從MN處開(kāi)始,在水平拉力F作用下以速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌的電阻及摩擦均可忽略。則( )
A.在t(t>0)時(shí)刻穿過(guò)回路的總磁通量為B0Lv0t
B.電阻R上的電流為恒定電流
C.在時(shí)間Δt內(nèi)流過(guò)電阻的電荷量為Δt
D.金屬棒所受的水平拉力F隨時(shí)間均勻增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,完全相同的甲、乙兩個(gè)環(huán)形電流同軸平行放置,甲的圓心為O1,乙的圓心為O2,在兩環(huán)圓心的連線(xiàn)上有a、b、c三點(diǎn),其中aO1=O1b=bO2=O2c,此時(shí)a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1,b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2。當(dāng)把環(huán)形電流乙撤去后,c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
A. B. C. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑導(dǎo)軌豎直放置,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5 T,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向外,導(dǎo)體棒ab的長(zhǎng)度與導(dǎo)軌寬度均為L=0.2 m,電阻R=1.0 Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì).當(dāng)導(dǎo)體棒緊貼導(dǎo)軌勻速下滑時(shí),標(biāo)有“6 V 3 W”字樣的兩小燈泡恰好正常發(fā)光,求:
(1)通過(guò)ab的電流的大小和方向;
(2)ab運(yùn)動(dòng)速度的大;
(3)電路的總功率.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖是通過(guò)變壓器降壓給用戶(hù)供電的示意圖.負(fù)載變化時(shí)變壓器輸入電壓保持不變.輸出電壓通過(guò)輸電線(xiàn)輸送給用戶(hù),輸電線(xiàn)的電阻用R0表示,開(kāi)關(guān)S閉合后,相當(dāng)于接入電路中工作的用電器增加。變壓器可視為理想變壓器,則開(kāi)關(guān)S閉合后,以下說(shuō)法正確的是
A. 變壓器的輸入功率減小
B. 電表V1示數(shù)與V2示數(shù)的比值不變
C. 輸電線(xiàn)的電阻R0消耗的功率增大
D. 流過(guò)電阻R1的電流增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,在矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),在BC右側(cè)I、II兩區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),L1、L2、L3是磁場(chǎng)的邊界(BC與L1重合),寬度相同,方向如圖所示,區(qū)域I的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1.一電荷量為q、質(zhì)量為m(重力不計(jì))的帶正電粒子從AD邊中點(diǎn)以初速度v0沿水平向右方向進(jìn)入電場(chǎng),點(diǎn)電荷恰好從B點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),經(jīng)區(qū)域I后又恰好從與B點(diǎn)同一水平高度處進(jìn)入?yún)^(qū)域II.已知AB長(zhǎng)度是BC長(zhǎng)度的倍。
(1)求帶電粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大。
(2)求磁場(chǎng)的寬度L;
(3)要使點(diǎn)電荷在整個(gè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng),求區(qū)域II的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的取值。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一足夠長(zhǎng)的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),其在xOy平面內(nèi)的截面如圖所示:中間是磁場(chǎng)區(qū)域,其邊界與y軸垂直,寬度為l,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向垂直于xOy平面;磁場(chǎng)的上、下兩側(cè)為電場(chǎng)區(qū)域,寬度均為l,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小均為E,方向均沿x軸正方向;M、N為條狀區(qū)域邊界上的兩點(diǎn),它們的連線(xiàn)與y軸平行,一帶正電的粒子以某一速度從M點(diǎn)沿y軸正方向射入電場(chǎng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后恰好以從M點(diǎn)入射的速度從N點(diǎn)沿y軸正方向射出,不計(jì)重力。
(1)定性畫(huà)出該粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡;
(2)求該粒子從M點(diǎn)入射時(shí)速度的大。
(3)若該粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為,求該粒子的比荷及其從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的時(shí)間。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,升壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為1:1000,降壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為1000:1,輸電線(xiàn)的總電阻為1000Ω若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示,用戶(hù)端電壓為220V.下列說(shuō)法正確的是( )
A. 輸電線(xiàn)中的電流為3A
B. 電站輸出的功率為7500KW
C. 輸電線(xiàn)路損耗功率為90KW
D. 用戶(hù)端交變電流的頻率為100Hz
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】電梯的頂部掛一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),測(cè)力計(jì)下端掛了一個(gè)質(zhì)量為1 kg的重物,電梯在勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為10 N,在某時(shí)刻電梯中的人觀察到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變?yōu)?/span>12 N。關(guān)于電梯的運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法正確的是(g取10 m/s2)( )
A.電梯可能向上加速運(yùn)動(dòng),加速度大小為2 m/s2,處于超重狀態(tài)
B.電梯可能向下加速運(yùn)動(dòng),加速度大小為4 m/s2,處于失重狀態(tài)
C.電梯可能向上減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為4 m/s2,處于失重狀態(tài)
D.電梯可能向下減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為2 m/s2,處于超重狀態(tài)
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