【题目】如图所示,平面直角坐标系xOy,P为y轴上-一点,Q为第一象限内一点,OQ与x轴正方向夹角为0=37°。在POQ范围内有垂直xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,除此区域内有垂直x轴方向的匀强电场,场强大小为E。-一个质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从从静止开始经电压U加速后,由P点沿平行于x轴的方向射入磁场,带电粒子经过OQ上M点(图中未画出)进入匀强电场,运动一段时间后又从M点进入磁场,不计重力,sin37° =0.6,cos37° =0.8,求:
(1)匀强电场的方向和OP的距离;
(2)带电粒子从P到第二次经过M的时间。
【答案】(1)竖直向上; (2)
【解析】
(1)设带电粒子加速后的速度大小为v0,由动能定理有
因带电粒子射入电场,说明要向下偏转,由左手定则可知,带电粒子带负电,带电粒子两经过M点可知带电粒子在电场中做匀减速直线运动,带电粒子经过M点时的速度方向沿y轴负向。所以匀强电场的场强方向竖直向上,由几何时关系可知,在磁场中运动转过的圆心角为:
在磁场中做圆周运动由洛伦兹力提供向心力,设圆周运动半径为r,有:
解得:
根据数学知识可知OP距离
L=rtanθ+r
解得:
(2)带电粒子在磁场中运动期为:
所以带电粒子在磁场中运动时间:
设带电粒子在电场中运动的加速度大小为a,由牛顿定律得:
qE=ma
粒子在电场中运动的时间为:
解得:
所以带电粒子从P到第二次经过M的时间:
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【题目】电动平衡车,又叫体感车、思维车、摄位车等。是现代人用来作为代步工具,休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物。如图所示,一个人站在“电动平衡车”上在水平地而上沿直线前进,不计空气阻力,下列说法正确的是
A.“电动平衡车”匀速行驶时,车对人的摩擦力是人前进的动力
B.“电动平衡车”加速行驶时,车对人的作用力大于人对车的作用力
C.“电动平衡车“减速行驶时,人对车的摩擦力与车的运动方向相同
D.人从“电动平衡车”跳起后,上升过程处于超重状态,下降过程处于失重状态
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【题目】如图所示,某中学新校区装修时,工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨,当对磨石施加方向竖直向上、大小为F的推力时,磨石恰好沿斜壁向上匀速运动,已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ,则磨石受到的摩擦力大小为
A.μ(F - mg)cosθB.(F - mg)sinθ
C.(F - mg)cosθD.μ(F - mg)
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【题目】如图所示,光滑斜面PMNQ的倾角为θ=30°,斜面上放置一矩形导体线框abcd,其中ab边长L1=0.5m,bc边长为L2,线框质量m=1kg、电阻R=0.4Ω,有界匀强磁场的磁感应强度为B=2T,方向垂直于斜面向上,ef为磁场的边界,且ef//MN。导体框在沿斜面向上且与斜面平行的恒力F=10N作用下从静止开始运动,其ab边始终保持与底边MN平行。已知导线框刚进入磁场时做匀速运动,且进入过程中通过导线框某一截面的电荷量q=0.5C,则下列判断正确的是
A. 导线框进入磁场时的速度为2m/s
B. 导线框bc边长为L2=0.1m
C. 导线框开始运动时ab边到磁场边界ef的距离为0.4m
D. 导线框进入磁场的过程中产生的热量为1J
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【题目】如图所示,直角三角形ABC为一玻璃三棱镜的横截面其中∠A=30°,直角边BC=a.在截面所在的平面内,一束单色光从AB边的中点O射入棱镜,入射角为i.如果i=45°,光线经折射再反射后垂直BC边射出,不考虑光线沿原路返回的情况.(结果可用根式表示)
(i)求玻璃的折射率n
(ⅱ)若入射角i在0~90°之间变化时,求从O点折射到AC边上的光线射出的宽度.
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【题目】如图所示,甲、乙两个带电粒子,以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN,进入方向垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场中做匀速圆周运动,并垂直磁场边界MN射出磁场,运动轨迹如图中虚线所示.不计粒子所受重力、空气阻力和粒子间的相互作用,下列说法正确的是
A.甲带负电荷,乙带正电荷
B.甲的质量大于乙的质量
C.洛伦兹力对甲做正功
D.甲在磁场中运动的时间大于乙在磁场中运动的时间
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【题目】如图所示,在竖直面内有一顶角为120°的等腰三角形,底边AB水平,在AB两点固定放置两通电直导线,直导线中电流方向垂直纸面向里,大小相等。C处有一质量为m,长度为L的直导线垂直纸面放置,当电流大小为I,方向垂直纸面向外时,恰好处静止状态,则直导线A在C处产生的磁感应强度的大小为( )
A.B.C.D.
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【题目】如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压为U。CD为磁场边界上的一块绝缘板,它与N板的夹角为θ=30°,N板与CD之间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,小孔Q到N板的下端C的距离为L。一静止的带电粒子所带电荷量为+q、质量为m(不计重力),从P点经电场加速后,经小孔O进入磁场,最终打在N板上。求:
(1)带电粒子到达N板时的速度v;
(2)带电粒子在匀强磁场中运动轨道半径最大时,磁感应强度大小B。
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【题目】如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距为d,a、b间加有电压, b板下方空间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力),从贴近a板的左端以v0的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P处穿过b板进入匀强磁场,最后粒子打到b板的Q处(图中未画出)被吸收.已知P到b板左端的距离为2d,求:
(1)进入磁场时速度的大小和方向;
(2)P、Q之间的距离;
(3)粒子从进入板间到打到b板Q处的时间.
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