【题目】如图所示,坐标系xOy平面内,第一、二象限内有与y轴平行的匀强电场(图中未面出),第三、四象限内有垂直于xOy平面向内的匀强磁场,从第一象限的点P(20cm,5cm)沿x轴负方向以大小为v0=100m/s的速度抛出一质量m=l×l0﹣6 kg、电荷量q=0.5C的带负电粒子,粒子从x轴的点A(10cm,0)进入第四象限,在第四象限巾运动一段时间后又恰好从坐标原点进入第二象限.不计粒子重力和空气阻力.求:
(1)第一、二象限中电场的电场强度大小E和方向.
(2)第三、四象限中磁场的磁感应强度大小B.
(3)t=5.5×10﹣3s时粒子的位置坐标.(取π=3)
【答案】(1)第一、二象限中电场的电场强度大小E为0.2N/C,方向:竖直向上.
(2)第三、四象限中磁场的磁感应强度大小B为4×10﹣3T.
(3)t=5.5×10﹣3s时粒子的位置坐标为:(﹣40cm,5cm).
【解析】(1)粒子在第一象限内做类平抛运动,粒子向y轴负方向偏转,
粒子所受电场力竖直向下,由于粒子带负电,则电场强度竖直向上;
粒子做类平抛运动,水平方向:x=xP﹣xA=v0t1,
在竖直方向:y=yP=at12,加速度:a=
,
解得:E=0.2N/V,t1=1×10﹣3s;
(2)粒子在A点沿y轴负方向的速度:vy=at1,解得:vy=100m/s,
粒子的速度:v==
=100
m/s,方向:与x轴负方向成45°角,
粒子运动轨迹如图所示:
由几何知识得:xA=r,轨道半径:r=
m,
粒子在第四象限做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
由牛顿第二定律得:,
解得:B=4×10﹣3T;
(3)粒子在磁场中从A到O恰好运动四分之一圆周,
运动时间:t2=T/4=,解得:t2=7.5×10﹣4s,
粒子在第二象限中,从O运动到Q点所用时间也为t1,
粒子从P到Q运动的总时间:t=2t1+t2=2.75×10﹣3s,
沿x轴负方向运动的距离为30cm,
又因为t=2t总,所以所求纵坐标为5cm,
所求横坐标为:x=﹣30cm﹣10cm=﹣40cm,
即粒子在t=5.5×10﹣3s时粒子的位置坐标为:(﹣40cm,5cm);
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【题目】某研究性学习小组利用伏安法测定某电源的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,实验器材有:
A.待测电源(电动势约4V,内阻较小)
B.电压表(量程0~5V,内阻约6KΩ)
C.灵敏电流计(量程为0~3mA,内阻r=99.5Ω)
D.定值电阻R0=4Ω
E.滑动变阻器R1(阻值为0~20Ω、0~100Ω两种规格)
F.电阻箱R2(阻值为0~999.9Ω)
G.开关,导线若干
(1)要把灵敏电流计改装成量程为0~0.6A的电流表,电阻箱R2应调到_____Ω;
(2)为便于实验调节,滑动变阻器R1应选______规格;
(3)根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路;
(4)电压表与灵敏电流计对应测量数据已在U-I图中标出,由图象得到电源的电动势E=______V、内阻r=_______Ω(小数点后保留两位数字)。
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【题目】半径为r的光滑绝缘圆环固定在竖直面内,并处于水平向右的匀强电场中,环内侧有一个质量为m的带电小球,静止时,它和圆环中心O的连线与竖直方向的夹角为37°(如图所示).
(1)求电场强度E的大小;
(2)若给小球一沿切线方向的瞬时初速度,小球便在圆环内运动,为使小球能在圆环上做完整的圆周运动,这个速度至少为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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【题目】某款汽车的挡风玻璃中嵌有一组规格相同的电阻丝,通电加热可用以化解霜冻。某科学兴趣小组用伏安法测量了其中一根电阻丝的电阻R,电路如图甲所示。已知电流表 的量程为0.6 A,内阻RA =0.1 Ω,电压表的量程为3V,内阻未知。
(1)为准确测量Rx,需将单刀双掷开关Sl接通___(填“a”或“b”)。
(2)闭合开关S1,某次实验测得的电压表和电流表的示数如图乙所示,则通过本次测量可得电阻Rx= ____Ω(保留两位有效数字)。
(3)如图丙所示是五根该挡风玻璃中的电阻丝和一个内阻为1.8 Ω的电源,为了达到最快的化霜效果,请合理选用电阻丝,用笔画线代替导线,将图丙画成完整电路________。
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【题目】如图所示,绝热气缸倒扣放置,质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与气缸间摩擦可忽略不计,活塞下部空间与外界连通,气缸底部连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计).初始时,封闭气体温度为T,活塞距离气缸底部为h0,细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ,大气压强为P0,气缸横截面积为S,重力加速度为g,求
(1)U形细管内两侧水银柱的高度差;
(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降,求此时的温度;此加热过程中,若气体吸收的热量为Q,求气体内能的变化。
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【题目】a、b两种色光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样分别如图中的甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A. 让a、b色光通过相同的单缝衍射实验装置,衍射图样中,中央亮纹a光较b光宽
B. 让a、b色光通过相同的单缝衍射实验装置,衍射图样中,中央亮纹b光较a光宽
C. 由于a光的波长较b光长,所以它们在真空中的传播速度a光较大
D. 虽然b光的频率较a光高,但它们在同种介质中的传播速度一样大
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【题目】水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况如图所示,图中实线为波峰,虚线为波谷。已知两列波的振幅均为2cm,波速为2m/s,波长为8cm,E点时B、D和A、C连线的交点,下列说法中正确的是( )
A. A、C两处的质点是振动加强的点
B. 经0.02s,B处质点通过的路程是8cm
C. E处质点是振动减弱的点
D. B、D两处的质点在该时刻的竖直高度差是4cm
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【题目】一质量为50g的小球以初速度8m/s从O点斜抛射入空中,历经1s通过M点时的速度大小为6m/s。不计空气阻力,重力加速度,下列说法正确的是
A. M点为小球运动的最高点
B. 小球在M点的速度方向与初速度方向垂直
C. 初速度方向与水平方向的夹角α的正弦
D. 小球从O点到M点的过程中动量的变化量大小为0.1kg·m/s2
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【题目】如图所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,两者彼此绝缘,直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则( ).
A. 线框中有感应电流,且按顺时针方向
B. 线框中有感应电流,且按逆时针方向
C. 线框中有感应电流,但方向难以判断
D. 由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流
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