【题目】如图所示的空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,各边界面相互平行,Ⅰ区域存在匀强电场,电场强度E=1.0×104V/m,方向垂直边界面向右,Ⅱ、Ⅲ区域存在匀强磁场,磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里,磁感应强度分别为B1=2B2=2.0T.三个区域宽度分别为d1=5.0m、d2=2.5m,d3=5.0m,一质量m=1.6×10﹣9kg、电荷量q=+1.6×10﹣6C的粒子从O点由静止释放,粒子的重力忽略不计.求:
(1)粒子离开Ⅰ区域时的速度大小v;
(2)粒子在Ⅱ区域内运动时间t;
(3)粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角α.
【答案】(1)粒子离开Ⅰ区域时的速度大小v为1.0×104m/s;
(2)粒子在Ⅱ区域内运动时间t为2.6×10﹣4s;
(3)粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角α为90°.
【解析】
(1)粒子在电场中做匀加速直线运动,由动能定理有:
代入数据解得:
v=1.0×104m/s
(2)设粒子在磁场B1中做匀速圆周运动的半径为r,则有:
代入数据解得:
r=5m
设在Ⅱ区内圆周运动的圆心角为θ,则有:
代入数据解得:
粒子在Ⅱ区运动时间为:
(3)设粒子在Ⅲ区做圆周运动道半径为R,则有:
代入数据解得:
R=10m
粒子运动轨迹如图所示,由几何关系可知△MNP为顶角为30°的直角三角形;粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角α=90°
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【题目】生活实例——光伏发电利用新能源的实际应用
光伏产业是新能源产业的重要发展方向之一,光伏市场的发展对于优化我国能源结构、促进能源生产和消费革命、推动能源技术创新等方面都有重要的意义.如图所示,是某户居民楼顶平台安装的12块太阳能电池板.据楼主介绍,利用这些电池板收集太阳能发电,发电总功率可达3 kW,工作电压为380 V,设备使用年限在25年以上;发电总功率的30%供自家使用,还有富余发电以0.4元/度(1度=1 kW·h)价格并入国家电网.则下列说法可能正确的是( )
A.该光伏项目年发电量约为1.3×104 kW·h
B.该光伏项目的工作总电流约为0.3 A
C.该光伏项目平均每天的发电量大约可供一盏60 W的白炽灯工作125小时
D.该光伏项目富余发电的年收入约为7 000元
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【题目】图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。
(1)根据图1画出实验电路图.
(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①②③④所示,电流表量程为0.6A,电压表量程为3V。所示读数为:①__________②__________③__________④__________。两组数据得到的电阻分别为__________和__________。
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【题目】小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系,已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω,R随t的升高而增大,实验电路如图所示,控温箱用以调节金属电阻的温度。
实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,t2,…和电流表的相应示数I1,I2,…。然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为I1,I2,…,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,…。
(1)有以下两电流表,实验电路中应选用________。
A.量程0~100 mA,内阻约2 Ω
B.量程0~0.6 A,内阻可忽略
(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”,正确的操作顺序是________。
①将旋钮a由“0”旋转至“1”
②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表
温度t(℃) | 20.0 | 40.0 | 60.0 | 80.0 | 100.0 |
阻值R(Ω) | 9.6 | 10.4 | 11.1 | 12.1 | 12.8 |
请根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出R-t图线。
由图线求得R随t的变化关系为R=________Ω。
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【题目】实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8 Ω·m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有:
电流表:量程0.6A,内阻约0.2Ω;
电压表:量程3V,内阻约9kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值20Ω;
定值电阻:R0=3Ω;
电源:电动势6V,内阻可不计;
开关、导线若干。
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”);
(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接_______;
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表示数如图乙所示,读数为________V;
(4)导线实际长度为________m(保留两位有效数字)。
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【题目】某同学用如图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r,R为电阻箱。干电池的工作电流不宜超过0.5 A。实验室提供的器材如下:电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ);电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω);开关、导线若干。
(1)请根据图甲的电路在图乙中画出连线,将器材连接成实验电路__________。
(2)实验时,改变电阻箱R的值,记录电压表的示数U,得到若干组R、U的数据。根据实验数据绘出如图丙所示的图线。由图象得出电池组的电动势E=________V,内阻r=________Ω。
(3)关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法,下列说法正确的是(____)
A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差
B.该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差
C.本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差
D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差
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【题目】如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的左端接一只小灯泡,线圈所在空间内存在与线圈平面垂直且均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝、总电阻r=1.0 Ω、所围成矩形的面积S=0.040 m2,小灯泡的电阻R=9.0 Ω,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nBmScos
t,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期,不计灯丝电阻随温度的变化.求:
(1)线圈中产生感应电动势的最大值;
(2)小灯泡消耗的电功率;
(3)在磁感应强度变化的0~时间内,通过小灯泡的电荷量.
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【题目】如图所示,a、b是一对水平放置的平行金属板,板间存在着竖直向下的匀强电场。一个不计重力的带电粒子从两板左侧正中位置以初速度v沿平行于金属板的方向进入场区,带电粒子进入场区后将向上偏转,并恰好从a板的右边缘处飞出;若撤去电场,在两金属板间加垂直纸面向里的匀强磁场,则相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区后将向下偏转,并恰好从b板的右边缘处飞出。现上述的电场和磁场同时存在于两金属板之间,仍让相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区,则下面的判断中正确的是( )
A. 带电粒子将做匀速直线运动
B. 带电粒子将偏向a板一方做曲线运动
C. 带电粒子将偏向b板一方做曲线运动
D. 无法确定带电粒子做哪种运动
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【题目】不断发现和认识新现象,进而理解事物的本性,这是一切科学发展的必由之路。 下列说法正确的是
A.放射性元素衰变的快慢是由原子所处的化学状态和外部条件决定的
B.原子核越大,它的比结合能越大
C.电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也具有结构
D.如果大量氢原子处在n=3的能级,会辐射出6种不同频率的光
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