【题目】如图(a)所示,平行金属板A和B间的距离为d,现在A、B板上加上如图(b)所示的方波形电压,t=0时A板比B板的电势高,电压的正向值为U0 , 反向值也为U0 , 现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束,从AB的中点O以平行于金属板方向OO'的速度v0= 不断射入,所有粒子不会撞到金属板且在AB间的飞行时间均为T,不计重力影响.试求:
(1)粒子射出电场时的速度大小及方向;
(2)粒子打出电场时位置离O'点的距离范围;
(3)若要使打出电场的粒子经某一垂直纸面的圆形区域匀强磁场偏转后,都能到达圆形磁场边界的同一个点,而便于再收集,则磁场区域的最小半径和相应的磁感强度是多大?
【答案】
(1)解:飞出粒子的速度都相同,在沿电场线方向速度大小均为 ①
飞出速度大小为 =
=
②
设速度v的方向与 的夹角为θ,则
③
所以,方向水平方向右下角为θ=45°,大小
答:粒子射出电场时的速度大小为 ,方向水平方向右下角为θ=45°;
(2)解:当粒子由t=nT时刻进入电场,向下侧移最大,则 ④
且 ⑤
解得
当粒子由 时刻进入电场,向上侧移最大,
则 ⑥
解得
所以,在距离O′中点上方 至下方
范围内有粒子打出
答:粒子打出电场时位置离O'点的距离范围,在距离O′中点上方 至下方
范围内有粒子打出;
(3)解:要使平行粒子能够交于圆形磁场区域边界且有最小区域时,磁场直径最小值与粒子宽度相等,
粒子宽度 =
⑦
故磁场区域的最小半径为 ⑧
粒子在磁场中做圆周运动有 ⑨
解得
答:若要使打出电场的粒子经某一垂直纸面的圆形区域匀强磁场偏转后,都能到达圆形磁场边界的同一个点,而便于再收集,则磁场区域的最小半径 ,相应的磁感强度是
【解析】(1)利用速度的合成和分解将粒子的运动沿着平行于初速度方向和垂直于初速度的方向正交分解,在平行于初速度方向,粒子做匀速直线运动,在垂直于初速度方向,粒子在电场力的作用下做变速直线运动,求出两个方向上的分速度,最后得到合速度即可;
(2)粒子在t=0、T、2T…时刻进入时,O′位置偏向最下端;粒子在t=nT+T时时刻进入时,O′位置偏向最上端,根据运动学公式列式求解即可.
(3)粒子在打出粒子的速度都是相同的,由速度合成法求出粒子的速度.要使平行粒子能够交于圆形磁场区域边界且有最小区域时,磁场直径最小值与粒子宽度相等,即可得到磁场区域的最小半径.粒子进入匀强磁场中,由洛伦兹力提供向心力,可牛顿第二定律求出相应的磁感强度
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【题目】伽利略被誉为“经典物理学的奠基人”,成功地解释了力和运动的关系,如图所示,让小球沿斜面AB由静止滚下,沿水平面BC向前运动,直到滚到另一个斜面CD.如果无摩擦力,无论BC多长、斜面AB比斜面CD陡些还是缓些,小球总会在斜面CD上的某点速度变为零,这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同.设起点为p,终点为q,下列说法正确的是( )
A. 力不是维持物体运动的原因
B. 力是维持物体运动的原因
C. 小球在A、B斜面上运动距离之比等于斜面倾角正弦值的正比
D. 小球在A、B斜面上运动时间之比等于斜面倾角正弦值的反比
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】图中L是绕在铁芯上的线圈,它与电阻R、R0、电键和电池E可构成闭合回路.线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向,当电流的流向与箭头所示的方向相同时,该电流为正,否则为负.电键K1和K2都处在断开状态.设在t=0时刻,接通电键K1 , 经过一段时间,在t=tl时刻,再接通电键K2 , 则能较正确地表示L中的电流I随时间t变化的图线是下面给出的四个图中的哪个图?( )
A.
B.
C.
D.
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【题目】两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边与水平面的夹角为37°,质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,导轨的电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时,cd杆恰好处于静止状态,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A.ab杆所受拉力F的大小为mg sin37°
B.回路中电流为
C.回路中电流的总功率为mgv sin37°
D.m与v大小的关系为m=
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【题目】在探究力合成的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的( )
A.将橡皮条拉伸相同长度即可
B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
(2)学生在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是( )
A.两细绳必须等长
B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
(3)在研究“互成角度的两个力的合成”实验中,F1和F2表示两个互成角度的力,F表示由平行四边形定则作出的F1与F2的合力; F′表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力,则各图中符合实验事实的是( )
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【题目】一质点沿直线Ox方向做加速运动,它离开O点的距离随时间变化的关系为s=4+2t3(m),它的速度随时间变化的关系为v=6t2(m/s).则该质点在t=2s时的瞬时速度和t=0到t=2s间的平均速度分别为( )
A.8 m/s、24 m/s
B.24 m/s、8 m/s
C.24m/s、10 m/s
D.24 m/s、12 m/s
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【题目】如图所示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距3 m,另一台倾斜,其传送带与地面的倾角θ=37°,C、D两端相距4.45 m,B、C相距很近.水平部分AB以v0=5 m/s的速率顺时针转动.将一袋质量为10 kg的大米无初速度放在A端,到达B端后,米袋继续沿倾斜的CD部分运动,不计米袋在BC处的机械能损失.已知米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5,g=10 m/s2,cos 37°=0.8,求:
(1)若CD部分传送带不运转,米袋能否运动到D端?
(2)若要米袋能被送到D端,CD部分顺时针运转的最小速度为多大?
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【题目】如图所示,一个绝缘圆环,当它的 均匀带电且电荷量为+q时,圆心O处的电场强度大小为E,现使半圆ABC均匀带电+2q,而另一半圆ADC均匀带电﹣2q,则圆心O处的电场强度的大小和方向为( )
A.2 E方向由O指向D
B.4E方向由O指向D
C.2 E方向由O指向B
D.0
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【题目】如图所示,某区域电场线左右对称分布,M、N为对称线上两点.下列说法正确的是( )
A.M点电势一定高于N点电势
B.M点场强一定大于N点场强
C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D.将电子从M点移动到N点,电场力做正功
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