【題目】如圖所示,邊長為L的正方形abcd區(qū)域內(nèi),均分成相同的三個(gè)矩形區(qū)域,區(qū)域I內(nèi)有大小為B1=B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,區(qū)域II內(nèi)有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場,區(qū)域三III內(nèi)方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.在紙面內(nèi)有ab邊的中點(diǎn)e沿于ab夾角為37°的方向,向磁場I內(nèi)射入質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的離子,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后,粒子以MN邊夾角從37°的方向進(jìn)入電場,然后垂直PQ又進(jìn)入磁場III,粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后,恰好從PQ的中點(diǎn)射出磁場III而進(jìn)入電場區(qū)域II.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計(jì)粒子的重力.求:
(1)粒子從e點(diǎn)射入的速度大小;
(2)勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度的大小E及區(qū)域III中勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大;
(3)當(dāng)粒子再次進(jìn)入?yún)^(qū)域II時(shí),電場強(qiáng)度大小不變,方向反向,則粒子在abcd邊界上出射點(diǎn)的位置離e點(diǎn)的距離及粒子在電場、磁場中運(yùn)動的總時(shí)間.
【答案】(1) (2) , (3) ,
【解析】
(1)粒子第一次經(jīng)過MN的位置為f,由幾何關(guān)系可知e、f連線與MN垂直.設(shè)粒子在區(qū)域I中做圓周運(yùn)動的半徑為r1,則r1cos=
解得
r1=
設(shè)粒子從e點(diǎn)射出的速度大小為v0,根據(jù)牛頓第二定律:
qv0B=m
解得
v0=
(2)設(shè)粒子第一次經(jīng)過PQ時(shí)速度大小為v1,粒子在電場中的運(yùn)動是類平拋運(yùn)動的逆運(yùn)動,粒子第一次在電場中運(yùn)動的時(shí)間
粒子沿場強(qiáng)方向運(yùn)動的位移:
根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有:
h1=
根據(jù)牛頓第二定律
qE=ma
解得
E=
粒子從g點(diǎn)進(jìn)區(qū)域III時(shí)速度大。
v1=v0sin=
在區(qū)域III中做圓周運(yùn)動的半徑
r2=
根據(jù)牛頓第二定律:
qv1B2 =m
解得區(qū)域III中磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小
B2=
(3)粒子從PQ中點(diǎn)出射后在區(qū)域II、I中的運(yùn)動是粒子從e到g過程的逆運(yùn)動,如圖所示,
因此粒子從ab邊射出磁場時(shí)的位置在a、e間離e點(diǎn)的距離為
粒子在區(qū)域I中運(yùn)動的時(shí)間
在區(qū)域III中運(yùn)動的時(shí)間:
因此粒子在電場和磁場中運(yùn)動的總時(shí)間為:
t=t0+2t1+t2=
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】圖示為一光導(dǎo)纖維(可簡化為一長玻璃絲)的示意圖,玻璃絲長為L,折射率為n,AB代表端面.已知光在真空中的傳播速度為c.
(1)為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣,求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件;
(2)求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L時(shí)間.
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【題目】如圖所示,平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極,一帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部,閉合S,電容器充電,這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為θ,則下列說法正確的是( )。
A. 保持S閉合,將A板向B板靠近,則θ不變
B. 保持S閉合,將A板向B板靠近,則θ變小
C. 斷開S,將A板向B板靠近,則θ增大
D. 斷開S,將A板向B板靠近,則θ不變
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【題目】如圖所示,平行板a、b組成的電容器與電池E連接,平行板電容器P處固定放置一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷,平行板b接地,F(xiàn)將電容器的b板向下稍微移動,則( )
A. 點(diǎn)電荷所受電場力增大B. 點(diǎn)電荷在P處的電勢能減少
C. P點(diǎn)電勢減小D. 電容器的帶電荷量增加
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【題目】某實(shí)驗(yàn)小組要測量一段金屬絲的電阻率.
(1)用螺旋測溫器測金屬絲直徑,示數(shù)如圖甲所示,則金屬絲直徑為d=__________mm.
(2)實(shí)驗(yàn)小組成員根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的器材,連接成了如圖乙所示的電路,閉合電鍵前將圖乙中的滑動變阻器滑片移到最__________(填“左”或“右”)端,閉合電鍵,將滑動變阻器的滑片移到合適的位置,在移動金屬夾P的位置,從而改變金屬絲接入電路的長度.測得多組電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I及金屬絲接入電路的長度L,作出—L圖像,如圖丙所示,圖像不過原點(diǎn)的原因是____________________.如果圖像的斜率k=2Ω/m,則該金屬絲電阻率ρ= __________Ω·m.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
(3)若本實(shí)驗(yàn)中的操作、讀數(shù)及計(jì)算均正確無誤,由于電流表內(nèi)阻的存在,則電阻率的測量值與真實(shí)值相比__________(填“偏大”“偏小”或“相等”).
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【題目】如圖所示,在粗糙均勻的絕緣斜面上固定一點(diǎn)電荷Q,在M點(diǎn)無初速度釋放一帶有恒定電量的小物塊,小物塊在Q的電場中運(yùn)動到N點(diǎn)靜止,則從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中
A.小物塊具有的電勢能逐漸減小
B.M點(diǎn)的電勢一定高于N點(diǎn)的電勢
C.小物塊電勢能變化量的大小一定小于克服摩擦力做的功
D.若將物塊釋放點(diǎn)上移,物塊將經(jīng)過N點(diǎn)后才停止
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【題目】如圖所示的電路中,閉合電鍵k后,燈a和b都正常發(fā)光,后來由于某種故障使燈b突然變亮,電壓表讀數(shù)增加,由此推斷這故障可能是( 。
A. a燈燈絲燒斷
B. 電阻R2短路
C. 電阻R2斷路
D. 電容被擊穿短路
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【題目】一半徑為R的薄圓筒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與筒的中心軸線平行,筒的橫截面如圖所示。圖中直徑MN的兩端分別開有小孔,筒可繞其中心軸線轉(zhuǎn)動,圓筒的轉(zhuǎn)動方向和角速度大小可以通過控制裝置改變。一不計(jì)重力的負(fù)電粒子從小孔M沿著MN方向射入磁場,當(dāng)筒以大小為ω0的角速度轉(zhuǎn)過90°時(shí),該粒子恰好從某一小孔飛出圓筒。
(1)若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞,求該粒子的荷質(zhì)比和速率分別是多大?
(2)若粒子速率不變,入射方向在該截面內(nèi)且與MN方向成30°角,則要讓粒子與圓筒無碰撞地離開圓筒,圓筒角速度應(yīng)為多大?
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【題目】如圖所示,電阻R1=2Ω,小燈泡L上標(biāo)有“3V 1.5 W”,電源內(nèi)阻r=1Ω,滑動變阻器的最大阻值為R0(大小未知),當(dāng)觸頭P滑動到最上端a時(shí)安培表的讀數(shù)為l A,小燈泡L恰好正常發(fā)光,求:
(1)滑動變阻器的最大阻值R0;
(2)當(dāng)觸頭P滑動到最下端b時(shí),求電源的總功率及輸出功率。
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