【题目】边长为L的等边三角形OAB区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。在纸面内从O点向磁场区域AOB各个方向瞬时射入质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,所有粒子的速率均为v 。如图所示,沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出,不计粒子之间的相互作用和重力的影响,已知sin35°≈0.577。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)带电粒子在磁场中运动的最长时间;
(3)沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出时,还在磁场中运动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方向射入的粒子从AB边的中点C射出,由几何知识得粒子做圆周运动的圆弧对的圆心角为60°。
半径r= OC=L ②
由qvB= ③
得B== ④
(2)从A点射出的粒子在磁场中运动时间最长 ⑤
设弦OA对的圆心角为,由几何关系得
sin==≈0.577,≈70° ⑥
最长时间tm≈ ⑦
(3)从OA上D点射出的粒子做圆周运动的弦长OD=OC,粒子做圆周运动的圆弧对的圆心角也为60°,如图,由几何知识得入射速度与OD的夹角应为30o ,即沿OC方向射入的粒子在磁场中运动的时间与沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出的时间相等,从OB方向到OC方向这30o 范围内的粒子此时都还在磁场中,而入射的范围为60°,故还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例是 ⑧
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【题目】如图所示的装置由水平弹簧发射器及两个轨道组成:轨道Ⅰ是光滑轨道AB,AB间高度差h1=0.20 m;轨道Ⅱ由AE和螺旋圆形EFG两段光滑轨道和粗糙轨道GB平滑连接而成,且A点与F点等高.轨道最低点与AF所在直线的高度差h2=0.40 m.当弹簧压缩量为d时,恰能使质量m=0.05 kg的滑块沿轨道Ⅰ上升到B点,当弹簧压缩量为2d时,恰能使滑块沿轨道Ⅱ上升到B点,滑块两次到达B点处均被装置锁定不再运动.已知弹簧弹性势能Ep与弹簧压缩量x的平方成正比,弹簧始终处于弹性限度范围内,不考虑滑块与发射器之间的摩擦,重力加速度g取10 m/s2.
(1) 当弹簧压缩量为d时,求弹簧的弹性势能及滑块离开弹簧瞬间的速度大小.
(2) 求滑块经过最高点F处时对轨道的压力大小.
(3) 求滑块通过GB段过程中克服摩擦力所做的功.
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【题目】如图甲所示,两金属板M、N水平放置组成平行板电容器,在M板中央开有小孔O,再将两个相同的 绝缘弹性挡板P、Q对称地放置在M板上方,且与M板夹角均为60°,两挡板的下端在小孔O左右两侧。现在电容器两板间加电压大小为U的直流电压,在M板上方加上如图乙所示的、垂直纸面的交变磁场,以方向垂直纸面向里为磁感应强度的正值,其值为B0,磁感应强度为负值时大小为Bx,但Bx未知。现有一质量为m、电荷量为+q、不计重力的带电粒子,从N金属板中央A点由静止释放,t=0时刻,粒子刚好从小孔O进入上方磁场中,在t1时刻粒子第一次撞到左挡板P上,紧接着在t1+t2时刻粒子撞到了右挡板Q上,然后粒子又从O点竖直向下返回平行金属板间,接着再返回磁场做前面所述的运动。粒子与挡板碰撞前后电量不变,沿板面的分速度不变,垂直于板面的分速度大小不变、方向相反,不计碰撞的时间及磁场变化产生的感应影响。求:
(1)粒子第一次到达挡板P时的速度大小。
(2)图乙中磁感应强度Bx的大小。
(3)两金属板M和N之间的距离d。
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【题目】一汽车在平直公路上行驶,设汽车发动机的额定功率为P额,所受阻力恒为f.下列说法正确的是( )
A. 若汽车以恒定的功率运动,那么牵引力与速度成反比
B. 若汽车起动后作匀加速运动,那么速度的最大值vm=P额/f
C. 汽车作匀速运动的速度与发动机实际功率成正比
D. 汽车作匀速运动时,发动机实际功率一定等于额定功率
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【题目】如图所示,某研究性学习小组为探究“物体的动能与速度关系”设计了如下实验:平直轨道B固定在水平桌面上.弹射装置A固定于轨道上,小球被劲度系数较大的压缩弹簧弹出后从轨道端点O滑出做平抛运动落到地面.已知弹簧的弹性势能的表达式为Ep=,式中的k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量.
(1)为减少实验误差,弹射装置距离轨道端点O应该______(选填“近些”或“远些”).
(2)要探究动能与速度的关系,实验中是否一定要测量桌面的高度,______(选填“是”或“否”).
(3)在实验过程中改变弹簧的压缩量x,并测出与其对应的小球做平抛运动的水平位移s.实验数据如下表所示
次数 | 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 |
在坐标纸中根据已描出的点作出合理的图线.
(4)根据(3)中所作出的图象,可以得出动能Ek与速度υ的关系:______.请简要说明理由,______.
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【题目】如图所示,质量为1.0g的带电小球,用长为L的绝缘细线悬挂在平行板电容器之间,两板电压为40V,板间距10cm,小球在A点处于平衡状态.悬线和竖直方向夹角为α=370(sin370=0.6,cos370=0.8,g取10 m/s2).则:
(1)请判断小球的电性并求出电量;
(2)若通过另一绝缘细线BC把该小球缓慢拉到另一侧的B点(B点未触及右极板),平衡时悬线与竖直方向夹角为β=530,细线BC呈水平,则此时细线BC中的拉力为多大?
(3)在(2)中,若把BC细线剪断,小球摆回到最低点O时,悬线对小球的拉力有多大?
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【题目】如图所示,在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E。在其它象限中存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。A是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离为h;C是x轴上的一点,到O的距离为L。一质量为m,电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域,继而通过C点进入磁场区域。并再次通过A点,此时速度方向与y轴正方向成锐角。不计重力作用。试求:
(1)粒子经过C点速度的大小和方向;
(2)磁感应强度的大小B。
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【题目】一些材料的电阻随温度的升高而变化.如图甲是由某金属材料制成的电阻R随摄氏,温度t变化的图象,若用该电阻与电池(电动势E=1.5 V,内阻不计)、电流表(量程为5 mA,内阻不计)、电阻箱R′串联起来,连接成如图乙所示的电路,用该电阻作测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.
(1)电流刻度较大处对应的温度刻度________(选填“较大”或“较小”);
(2)若电阻箱阻值R′=160 Ω,当电流为5 mA时对应的温度数值为________℃.
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【题目】如图所示的匀强电场中,已知场强大小等于100V/m,AB间距为6cm;则以下说法正确的是( )
A. A点电势等于B点电势,AB与C三点场强相同
B. AB两点间的电势差为+6V
C. 现有一个电量为+q的电荷,第一次从A点移到B点,电场力做功为W1;第二次该电荷从A点移到C点,然后再移到B点,在这个过程中电场力做功为W2,则W2>W1
D. 若A点电势为零,则B点电势为﹣3V
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