【題目】如圖所示,真空中豎直平面內(nèi)的xOy坐標(biāo)系的第Ⅱ象限中,有一個緊靠y軸且下極板與x軸重合的平行板電容器,兩極板間距離d=0.3m,電容器上極板帶正電、下極板帶負(fù)電;在y軸的右側(cè)有一以(0.2m,0)為圓心的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,該區(qū)域的半徑R=0.2m,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T、方向垂直于紙面向里;在y=R的虛線上方足夠大的范圍內(nèi),有電場強(qiáng)度大小E=6×106N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場.一帶正電粒子(重力不計)從電容器左側(cè)兩極板正中間平行x軸方向射入,結(jié)果恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿與x軸正方向斜向下成30°角方向射入磁場,經(jīng)過一段時間后由P點(diǎn)穿出磁場,最后由M點(diǎn)(P點(diǎn)和M點(diǎn)沒有在圖中標(biāo)出)穿過y軸.已知粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑也為R,粒子的比荷.求:
(1)電容器的極板長度L;
(2)P點(diǎn)和M點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)粒子由O點(diǎn)運(yùn)動到M點(diǎn)所用的時間t.
【答案】(1) (2) ,(0,0.4m) (3)
【解析】
粒子的運(yùn)動軌跡分為在平行板電容器中的偏轉(zhuǎn)、在磁場中的勻速圓周運(yùn)動、在磁場和電場之間的勻速直線運(yùn)動以及在電場中的類平拋運(yùn)動四個階段,如圖所示.
(1)設(shè)粒子射入電容器的速度大小為,在電容器中運(yùn)動的加速度大小為a、時間為,到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時沿豎直方向的分速度大小為vy,有:
由幾何關(guān)系有:
解得:
.
(2)設(shè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的速度大小為v,有:
解得:
由幾何關(guān)系知,粒子在磁場中轉(zhuǎn)過120°后,沿y軸正方向先從P點(diǎn)離開磁場,豎直向上勻速運(yùn)動一段距離后,沿垂直電場方向進(jìn)入電場.
由幾何關(guān)系可知,P點(diǎn)到y軸和x軸的距離分別為:
故P點(diǎn)的坐標(biāo)為
設(shè)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動的時間為,有:
qE=ma'
解得:
M點(diǎn)的縱坐標(biāo)為:
故M點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,0.4m).
(3)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的時間為:
粒子在磁場和電場之間做勻速直線運(yùn)動的時間為:
故粒子由O點(diǎn)運(yùn)動到M點(diǎn)所用時間為:
.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一根固定的絕緣豎直長桿位于范圍足夠大且相互正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中,電場強(qiáng)度大小為E=,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小圓環(huán)套在桿上,環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)為μo現(xiàn)使圓環(huán)以初速度vo向下運(yùn)動,經(jīng)時間to,圓環(huán)回到出發(fā)點(diǎn)。若圓環(huán)回到出發(fā)點(diǎn)之前已經(jīng)開始做勻速直線運(yùn)動,不計空氣阻力,重力加速度為g。則下列說法中正確的是( )
A. 環(huán)經(jīng)過時間剛好到達(dá)最低點(diǎn)
B. 環(huán)的最大加速度為am=g+
C. 環(huán)在t0時間內(nèi)損失的機(jī)械能為m(v02-)
D. 環(huán)下降過程和上升過程系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能相等
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的物體,從半徑為R的光滑半圓槽的最上端由靜止滑下,則下列說法中正確的是( )
A.若圓槽不動,m可滑到右邊的最高點(diǎn)
B.若地面光滑,m也可滑到右邊的最高點(diǎn)
C.若圓槽不動,m滑動過程中機(jī)械能守恒
D.若地面光滑,m和半圓槽在滑動過程中機(jī)械能守恒,動量也守恒
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在如圖所示的電路中,、、和皆為定值電阻,為可變電阻,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,設(shè)電流表的讀數(shù)為,電流表的讀數(shù)為,電壓表V1的示數(shù)為,電壓表的讀數(shù)為,當(dāng)的滑動觸點(diǎn)向a端移動過程中,電流表的讀數(shù)變化量大小為,電流表的讀數(shù)變化量大小,電壓表的讀數(shù)變化量大小為,電壓表的讀數(shù)變化量大小為,則( )
A.變大,,不變
B.變大、,不變
C.變小,變小,變小
D.變小,變小,變大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某探究小組計劃測量某金屬絲的電阻率。
(1)小組成員取了一段長l=l m的粗細(xì)均勻的金屬絲,用螺旋測微器測量其直徑如圖甲所示,由圖甲可知該金屬絲的直徑d=_____mm。
(2)小組成員先用多用電表粗測該段金屬絲的阻值,將選擇開關(guān)調(diào)在電阻擋的“×10”倍率,并進(jìn)行歐姆調(diào)零,再將被測金屬絲的兩端接在兩個表筆間,指針指示如圖乙所示,則被測金屬絲的阻值Rx____Ω。
(3)為了精確測量這段金屬絲的電阻,實驗室給出了以下實驗器材:
電池組E:電動勢為3V,內(nèi)阻約為0.5 Ω;
電壓表V1:量程0~3 V,內(nèi)阻約為40 kΩ;
電壓表V2:量程0~15 V,內(nèi)阻約為200 kΩ;
電流表A1:量程0~20 mA,內(nèi)阻約為10 Ω;
電流表A2:量程0~3 A,內(nèi)阻約為1 Ω;
定值電阻:R0=l00 Ω;
滑動變阻器R:阻值范圍0~10Ω,額定電流為1 A;
開關(guān)S、導(dǎo)線若干。
為了盡可能減小實驗測量的誤差,電壓表應(yīng)選____,電流表應(yīng)選____。根據(jù)選用的器材,在圖丙方框中補(bǔ)充完整實驗電路圖_________(標(biāo)出實驗器材的代號,金屬絲電阻用Rx表示)。
(4)根據(jù)電路圖連接好電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,若某次測量中電壓表的示數(shù)為U,電流表的示數(shù)為I,則該金屬絲電阻率的表達(dá)式為ρ=_____用相應(yīng)的字母符號表示)。由于電阻測量存在系統(tǒng)誤差,使得電阻率的測量值比真實值____(選填“大” 或“小”)。
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【題目】如圖所示,PQS是固定于豎直平面內(nèi)的光滑的1/4圓周軌道,圓心O在S的正上方。在O和P兩點(diǎn)各有一質(zhì)量為m的小物塊a和b,從同一時刻開始,a自由下落,b沿圓弧下滑。以下說法正確的是( )
A.a比b先到達(dá)S,它們在S點(diǎn)的動量不相同
B.a與b同時到達(dá)S,它們在S點(diǎn)的動量不相同
C.a比b先到達(dá)S,它們在S點(diǎn)的動量相同
D.b比a先到達(dá)S,它們在S點(diǎn)的動量相同
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在光滑水平面上,小球A、B(可視為質(zhì)點(diǎn))沿同一直線相向運(yùn)動,A球質(zhì)量為1 kg,B球質(zhì)量大于A球質(zhì)量。如果兩球間距離小于L時,兩球之間會產(chǎn)生大小恒定的斥力,大于L時作用力消失。兩球運(yùn)動的速度一時間關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是
A. B球質(zhì)量為2 kg
B. 兩球之間的斥力大小為0. 15 N
C. t=30 s時,兩球發(fā)生非彈性碰撞
D. 最終B球速度為零
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,輕桿一端固定在O點(diǎn),另一端固定一小球,現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動.小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時,桿與小球間彈力大小為F,小球在最高點(diǎn)的速度大小為v,其F-v2圖象如圖乙所示.則
A.小球的質(zhì)量為
B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>
C.v2=c時,小球?qū)U的彈力方向向上
D.v2=2b時,小球受到的彈力與重力大小相等
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【題目】如圖,用三條細(xì)線懸掛的水平圓形線圈共有N匝,線圈由粗細(xì)均勻、單位長度質(zhì)量為2克的導(dǎo)線繞制而成,三條細(xì)線呈對稱分布,穩(wěn)定時線圈平面水平,在線圈正下方放有一個圓柱形條形磁鐵,磁鐵的中軸線OO′垂直于線圈平面且通過其圓心O,測得線圈的導(dǎo)線所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與水平線成60°角,線圈中通過的電流為0.1 A,要使三條細(xì)線上的張力為零,重力加速度g取10 m/s2.則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小應(yīng)為( )
A.4 T
B.0.4 T
C.
D.
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