【題目】邊長為L的等邊三角形OAB區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場。在紙面內(nèi)從O點向磁場區(qū)域AOB各個方向瞬時射入質量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,所有粒子的速率均為v 。如圖所示,沿OB方向射入的粒子從AB邊的中點C射出,不計粒子之間的相互作用和重力的影響,已知sin35°≈0.577。求:
(1)勻強磁場的磁感應強度;
(2)帶電粒子在磁場中運動的最長時間;
(3)沿OB方向射入的粒子從AB邊的中點C射出時,還在磁場中運動的粒子占所有粒子的比例。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】(1)OC=Lcos30o=L ①
沿OB方向射入的粒子從AB邊的中點C射出,由幾何知識得粒子做圓周運動的圓弧對的圓心角為60°。
半徑r= OC=L ②
由qvB= ③
得B==
④
(2)從A點射出的粒子在磁場中運動時間最長 ⑤
設弦OA對的圓心角為,由幾何關系得
sin=
=
≈0.577,
≈70° ⑥
最長時間tm≈ ⑦
(3)從OA上D點射出的粒子做圓周運動的弦長OD=OC,粒子做圓周運動的圓弧對的圓心角也為60°,如圖,由幾何知識得入射速度與OD的夾角應為30o ,即沿OC方向射入的粒子在磁場中運動的時間與沿OB方向射入的粒子從AB邊的中點C射出的時間相等,從OB方向到OC方向這30o 范圍內(nèi)的粒子此時都還在磁場中,而入射的范圍為60°,故還在磁場中運動的粒子占所有粒子的比例是 ⑧
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【題目】如圖所示的裝置由水平彈簧發(fā)射器及兩個軌道組成:軌道Ⅰ是光滑軌道AB,AB間高度差h1=0.20 m;軌道Ⅱ由AE和螺旋圓形EFG兩段光滑軌道和粗糙軌道GB平滑連接而成,且A點與F點等高.軌道最低點與AF所在直線的高度差h2=0.40 m.當彈簧壓縮量為d時,恰能使質量m=0.05 kg的滑塊沿軌道Ⅰ上升到B點,當彈簧壓縮量為2d時,恰能使滑塊沿軌道Ⅱ上升到B點,滑塊兩次到達B點處均被裝置鎖定不再運動.已知彈簧彈性勢能Ep與彈簧壓縮量x的平方成正比,彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi),不考慮滑塊與發(fā)射器之間的摩擦,重力加速度g取10 m/s2.
(1) 當彈簧壓縮量為d時,求彈簧的彈性勢能及滑塊離開彈簧瞬間的速度大小.
(2) 求滑塊經(jīng)過最高點F處時對軌道的壓力大。
(3) 求滑塊通過GB段過程中克服摩擦力所做的功.
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【題目】如圖甲所示,兩金屬板M、N水平放置組成平行板電容器,在M板中央開有小孔O,再將兩個相同的 絕緣彈性擋板P、Q對稱地放置在M板上方,且與M板夾角均為60°,兩擋板的下端在小孔O左右兩側。現(xiàn)在電容器兩板間加電壓大小為U的直流電壓,在M板上方加上如圖乙所示的、垂直紙面的交變磁場,以方向垂直紙面向里為磁感應強度的正值,其值為B0,磁感應強度為負值時大小為Bx,但Bx未知,F(xiàn)有一質量為m、電荷量為+q、不計重力的帶電粒子,從N金屬板中央A點由靜止釋放,t=0時刻,粒子剛好從小孔O進入上方磁場中,在t1時刻粒子第一次撞到左擋板P上,緊接著在t1+t2時刻粒子撞到了右擋板Q上,然后粒子又從O點豎直向下返回平行金屬板間,接著再返回磁場做前面所述的運動。粒子與擋板碰撞前后電量不變,沿板面的分速度不變,垂直于板面的分速度大小不變、方向相反,不計碰撞的時間及磁場變化產(chǎn)生的感應影響。求:
(1)粒子第一次到達擋板P時的速度大小。
(2)圖乙中磁感應強度Bx的大小。
(3)兩金屬板M和N之間的距離d。
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【題目】一汽車在平直公路上行駛,設汽車發(fā)動機的額定功率為P額,所受阻力恒為f.下列說法正確的是( )
A. 若汽車以恒定的功率運動,那么牽引力與速度成反比
B. 若汽車起動后作勻加速運動,那么速度的最大值vm=P額/f
C. 汽車作勻速運動的速度與發(fā)動機實際功率成正比
D. 汽車作勻速運動時,發(fā)動機實際功率一定等于額定功率
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【題目】如圖所示,某研究性學習小組為探究“物體的動能與速度關系”設計了如下實驗:平直軌道B固定在水平桌面上.彈射裝置A固定于軌道上,小球被勁度系數(shù)較大的壓縮彈簧彈出后從軌道端點O滑出做平拋運動落到地面.已知彈簧的彈性勢能的表達式為Ep=,式中的k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量.
(1)為減少實驗誤差,彈射裝置距離軌道端點O應該______(選填“近些”或“遠些”).
(2)要探究動能與速度的關系,實驗中是否一定要測量桌面的高度,______(選填“是”或“否”).
(3)在實驗過程中改變彈簧的壓縮量x,并測出與其對應的小球做平拋運動的水平位移s.實驗數(shù)據(jù)如下表所示
次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
x(cm) | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
s(m) | 0.32 | 0.65 | 0.95 | 1.08 | 1.60 |
在坐標紙中根據(jù)已描出的點作出合理的圖線.
(4)根據(jù)(3)中所作出的圖象,可以得出動能Ek與速度υ的關系:______.請簡要說明理由,______.
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【題目】如圖所示,質量為1.0g的帶電小球,用長為L的絕緣細線懸掛在平行板電容器之間,兩板電壓為40V,板間距10cm,小球在A點處于平衡狀態(tài).懸線和豎直方向夾角為α=370(sin370=0.6,cos370=0.8,g取10 m/s2).則:
(1)請判斷小球的電性并求出電量;
(2)若通過另一絕緣細線BC把該小球緩慢拉到另一側的B點(B點未觸及右極板),平衡時懸線與豎直方向夾角為β=530,細線BC呈水平,則此時細線BC中的拉力為多大?
(3)在(2)中,若把BC細線剪斷,小球擺回到最低點O時,懸線對小球的拉力有多大?
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【題目】如圖所示,在坐標系Oxy的第一象限中存在沿y軸正方向的勻強電場,場強大小為E。在其它象限中存在勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里。A是y軸上的一點,它到坐標原點O的距離為h;C是x軸上的一點,到O的距離為L。一質量為m,電荷量為q的帶負電的粒子以某一初速度沿x軸方向從A點進入電場區(qū)域,繼而通過C點進入磁場區(qū)域。并再次通過A點,此時速度方向與y軸正方向成銳角。不計重力作用。試求:
(1)粒子經(jīng)過C點速度的大小和方向;
(2)磁感應強度的大小B。
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【題目】一些材料的電阻隨溫度的升高而變化.如圖甲是由某金屬材料制成的電阻R隨攝氏,溫度t變化的圖象,若用該電阻與電池(電動勢E=1.5 V,內(nèi)阻不計)、電流表(量程為5 mA,內(nèi)阻不計)、電阻箱R′串聯(lián)起來,連接成如圖乙所示的電路,用該電阻作測溫探頭,把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度,就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計”.
(1)電流刻度較大處對應的溫度刻度________(選填“較大”或“較小”);
(2)若電阻箱阻值R′=160 Ω,當電流為5 mA時對應的溫度數(shù)值為________℃.
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【題目】如圖所示的勻強電場中,已知場強大小等于100V/m,AB間距為6cm;則以下說法正確的是( 。
A. A點電勢等于B點電勢,AB與C三點場強相同
B. AB兩點間的電勢差為+6V
C. 現(xiàn)有一個電量為+q的電荷,第一次從A點移到B點,電場力做功為W1;第二次該電荷從A點移到C點,然后再移到B點,在這個過程中電場力做功為W2,則W2>W1
D. 若A點電勢為零,則B點電勢為﹣3V
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