【题目】如图所示,M、N为两平行金属板,其间电压为U。质量为m、电荷量为+q的粒子,从M板由静止开始经电场加速后,从N板上的小孔射出,并沿与ab垂直的方向由d点进入△abc区域。不计粒子重力,已知bc=l,∠c=,∠b=,ad=l:
(1)求粒子从N板射出时的速度v0;
(2)若abc区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,要使粒子不从ac边界射出,则磁感应强度应为多大?
(3)若abc区域内存在平行纸面且垂直bc方向的匀强电场,要使粒子不从ac边界射出,电场强度应为多大?
【答案】(1);(2)B≥;(3)E≥
【解析】
(1)带电粒子在MN间加速:
解得
(2)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,磁感应强度越大,半径越小;当磁感应强度最小时,恰不从ac边界射出粒子到达ac边界时,速度方向沿ac方向,则有
由几何关系
解得
所以
(3)带电粒子在电场中做类平抛运动,电场强度最小为E0时,粒子运动到ac界面的速度方向沿ac方向,设bc和ab方向的位移大小分别为x、y,到达界面时沿ab方向分速度大小为vy,则
x=v0t
y=vyt
vy=v0tan
xtan-l=y
解得
y=l
粒子到达ac界面的速度的大小为v,则
据动能定理有
qE0y=mv2-m
解得
E0=
以满足要求的电场强度为
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【题目】如图所示,质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放,落到地面上后又陷 入泥潭中,由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点时速度减为零.不计空气阻力,重力加速度为 g.关于小球在刚接触地面到速度变为零的过程中,下列说法中正确的有( )
A. 小球的机械能减少了mgh
B. 小球克服阻力做的功为mg(H+h)
C. 小球所受阻力的冲量等于
D. 小球动量的改变量大小等于
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【题目】如图1所示,足够长的U形光滑导体框水平放置,宽度为L,一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。电阻为r的导体棒MN放在导体框上,其长度恰好等于导体框的宽度,且相互接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下,导体棒向右匀速运动,速度大小为v。
(1)请根据法拉第电磁感应定律推导导体棒匀速运动时产生的感应电动势的大小E=BLv;
(2)求回路中感应电流I和导体棒两端的电压U;
(3)若在某个时刻撤去拉力,请在图2中定性画出撤去拉力后导体棒运动的v-t图像。
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【题目】如图所示,abcd是一个正方形盒子.cd边的中点有一个小孔e.盒子中有沿ad方向的匀强电场.一个质量为m带电量为q的粒子从a处的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒内,并恰好从e处的小孔射出.(忽略粒子重力)求:
(1)该带电粒子从e孔射出的速度大小.
(2)该过程中电场力对该带电粒子做的功.
(3)若正方形的边长为L,试求该电场的场强.
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【题目】在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是( )
A. 改用红色激光
B. 改用蓝色激光
C. 减小双缝间距
D. 将屏幕向远离双缝的位置移动
E. 将光源向远离双缝的位置移动
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【题目】如图所示,平行板电容器与恒定直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移一小段距离,则下列说法错误的是( )
A.油滴将竖直向下运动
B.P点电势降低
C.电容减小,电量将减小
D.若断开电源与极板连接后再竖直向上移动上极板,带电油滴电势能变小
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【题目】中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级。如图所示,厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向(自由电子定向移动形成电流)垂直时在上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是:( )
A.自由电子水平向右定向移动
B.下表面的电势高于上表面
C.增大h时,上下表面的电势差增大
D.增大d时,上下表面的电势差增大
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【题目】圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动,下列说法正确的是( )
A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量变大
C.线圈a有缩小的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大
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【题目】在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 Ω,则
A. t=0时,线圈平面平行于磁感线
B. t=1 s时,线圈中的电流改变方向
C. t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大
D. 一个周期内,线圈产生的热量为
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