【题目】如图所示,水平放置的平行板电容器极板长度为L,两极板相距为d,距离极板右端也为L处有竖直放置的屏。现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以初速度v0沿平行于极板方向射入电场中,若电容器不带电粒子打到屏上的O点,现给电容器加入电压等于U的恒定电压,粒子未达到极板上。求:
(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;
(2)粒子离开电场时的速度偏转角的正切值;
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离x。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
粒子水平方向不受力的作用,故在水平方向做匀速直线运动,根据x=vt可求得运动时间;根据牛顿第二定律可求得粒子在竖直方向上的位移,根据运动的合成与分解规律可求得竖直方向上的偏转位移和离开电场时的速度,根据三角函数正切值求解;离开电场后粒子做匀速运动,根据运动的合成与分解规律可求得竖直分位移,从而求出粒子在竖直方向上的总位移。
(1)粒子在垂直于电场线的方向做匀速直线运动,所以粒子从射入到打到屏上所有的时间为
(2)设粒子射出电场是沿平行电场线方向的速度为vy,
根据牛顿第二定律,粒子在电场中运动的时间
粒子在电场中的加速度为:
由于
所以
所以粒子离开电场时的速度偏转角的正切值为:
(3)设粒子在电场中偏转距离为y,则
又
解得:
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【题目】如图所示,两个带等量正电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点,其位置关于坐标原点O对称,圆弧曲线是一个以O点为圆心的半圆,c点为半圆与y轴的交点,a,b两点为一平行于x轴的直线与半圆的交点,下列说法正确的是
A. a,b两点的电势相同
B. a,b两点的场强相同
C. 将一个正电荷q沿着圆弧从a点经c点移到b点,电势能先增加后减小
D. 将一个正电荷q放在半圆上任一点,两电荷对q的作用力大小分别是F1、F2,则为一定值
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【题目】图甲为小型发电机的结构简图,通过线圈在两磁极间转动给小灯泡供电,已知小灯泡获得的交变电压如图乙。则下列说法正确的是
A. 甲图中电压表的示数为
B. 乙图中的0时刻就是甲图所示时刻
C. 乙图中0.5×10-2s时刻,穿过甲图中线圈的磁通量最小
D. 乙图中1.0×10-2s时刻,穿过甲图中线圈的磁通量最小
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【题目】如图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,AB、CD是圆环相互垂直的两条直径,C、D两点与圆心O等高。一质量为m的光滑小球套在圆环上,一根轻质弹簧一端连在小球上,另一端固定在P点,P点在圆心O的正下方处。小球从最高点A由静止开始逆时针方向下滑,已知弹簧的原长为R,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球运动到B点时的速度大小为
B. 弹簧长度等于R时,小球的机械能最大
C. 小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg
D. 小球运动到B点时重力的功率为0
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【题目】某同学在“测电源甲的电动势和内电阻”的实验中,实验室提供备选器材有:电流表(0-0.60A)、电压表(0-3.00V)、滑动变阻器R1(10Ω 1.00A)、滑动变阻器R2(100Ω 0.60A)、电阻箱R3(0-999.9Ω)、定值电阻R0为2Ω、开关S及导线若干。他采用如图甲所示电路进行实验,测得6组U、I数据(见表格中)
(1)将图乙实验电路所缺的导线补充连上,使电路完整_____________;
(2)根据电流、电压数量关系确定电源甲的电动势和内阻,请你自定标度将表中的数据在图丙坐标系中描点并连线画出U-I图线____________。
(3)根据作图分析得出的结论是:电源甲的电动势为________V,电源内电阻为________Ω;
(4)该同学接着从提供的器材中选择合适器材,继续测量电源乙的电动势和内阻,得到图线(R为电源外电路的总电阻),如图丁。根据图像可知电源乙的内阻为______Ω。
在虚线框中画出该同学实验新方案的电路图_________________。
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【题目】如图所示,电阻为r,匝数为N,面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度匀速转动,接入电路中变阻器的阻值为时,线圈平面与磁场垂直,各电表均为理想交流电表,则
A. 时,线圈中的感应电动势
B. 电压表的示数为
C. 滑片P向下滑动时,电流表的读数变大
D. 线圈匀速运动的角速度变大时,电流表的读数变大
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【题目】如图所示,abcd是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框,导体MN有电阻,可在ad边及bc边上无摩擦滑动,且接触良好,线框处于垂直纸面向里的匀强磁场中。当MN由靠ab边外向cd边匀速移动的过程中,以下说法正确的是
A. MN中电流先增大后减小
B. MN两端电压先增大后减小
C. MN上拉力的功率先减小后增大
D. 矩形线框中消耗的电功率先减小后增大
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【题目】假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B,半径分别为和。这两颗行星周围卫星的轨道半径的三次方()与运行周期的平方()的关系如图所示; 为卫星环绕行星表面运行的周期。则( )
A. 行星A的质量小于行星B的质量
B. 行星A的密度小于行星B的密度
C. 行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度
D. 当两行星的卫星轨道半径相同时,行星A卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度
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【题目】静电场、磁场和重力场在某些特点上具有一定的相似性,结合有关“场”的知识,并进行合理的类比和猜想,判断以下说法中可能正确的是( )
A. 电场和磁场的概念分别是奥斯特和楞次建立的
B. 重力场与静电场相类比,重力场的“场强”相等于重力加速度,其“场强”大小的决定式为g=G/m,即重力G越大,g越大;质量m越大,g越小。
C. 静电场与磁场相类比,如果在静电场中定义“电通量”这个物理量,则该物理量表示穿过静电场中某一(平或曲)面的电场线的多少
D. 如果把地球抽象为一个孤立质点,用于形象描述它所产生的重力场的所谓“重力场线”的分布类似于真空中一个孤立的正电荷所产生的静电场的电场线分布
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