【题目】如图所示的平面直角坐标系XOY,在第Ⅱ象限内有沿Y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E,第Ⅲ象限有沿X轴正方向的匀强电场,电场强度大小也为E,第Ⅳ象限有垂直于纸面向里的匀强磁场。第Ⅱ象限内(-L,L)处有一质量为m、带电量为q的带正电的粒子从静止开始释放。(不计粒子的重力)求:
(1)粒子第一次经过X轴时速度V1的大小;
(2)粒子经过Y轴负半轴时速度方向与Y轴负半轴之间的夹角θ;
(3)若粒子经磁场后从X轴上的P点(2L,0)处飞出,求磁感应强度大小B.
【答案】(1) (2)45o(3)
【解析】
(1)带电粒子在第二象限内做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律结合运动公式求解粒子第一次经过X轴时速度v1的大小;(2)带电粒子以v1的速度进入第三象限,做类平抛运动,根据平抛运动的规律求解粒子经过Y轴负半轴时速度方向与Y轴负半轴之间的夹角θ;(3)带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动,由几何关系求解半径,由洛伦兹力提供向心力列式求解B.
(1)带电粒子在第二象限内做匀加速直线运动:
从静止开始,由运动学公式:
化简可得:
(2)带电粒子以的速度进入第三象限,做类平抛运动:
X方向上:
可求第三象限内运动时间:
打出第三象限时X方向上分速度:
此时速度方向与Y轴负半轴夹角θ:θ=
所以θ=45o
(3)带电粒子在电场中偏转,出射速度
沿Y轴方向位移:
带电粒子进入磁场后由洛伦兹力提供向心力:
带电粒子从P点打出磁场,由几何知识可知:
化简可得:
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【题目】2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下,滑道AB由长直助滑道与弯曲滑道平滑接连,AB高H=60m,B是半径R=20m圆弧的最低点,质量m=60kg的运动员从A处由静止开始下滑,途经滑道的C点,BC高h=10m,不计阻力,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)以C点所在水平面为零势能面,运动员在B点时的机械能;
(2)运动员经过B点时对滑道的压力值。
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【题目】安徽某中学物理兴趣小组在进行“综合与实践”活动时利用无人机航拍。如图甲是一架多旋翼无人机水平悬停在空中,图乙是无人机的一条水平金属旋翼,旋翼从下往上看绕O点沿逆时针方向做角速度为ω、半径为L的匀速圆周运动,P为旋翼端点。已知北半球上空各点地磁场的磁感应强度水平分量为B1,竖直分量为B2,方向向下。则OP两点间的电势差UOP为( )
A. B1L2ωB.
B2L2ωC. ﹣
B1L2ωD. ﹣
B2L2ω
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【题目】一同学欲测定一根圆柱材料的电阻率。使用的器材有:游标卡尺、螺旋测微器、多用电表、电流表(0.2A 5Ω)、电压表(15V,15KΩ)、滑动变阻器(0~25Ω)、电源(12V,内阻不计)、开关、导线若干。
(1)先用多用电表的欧姆表“×10”挡粗测圆柱材料的阻值,在正确操作情况下,表盘指针如图所示,可读得圆柱材料的阻值Rx= _____ Ω。
(2)螺旋测微器测量圆柱材料的直径,如图所示,圆柱的直径是 ______ mm;游标卡尺测量出圆柱材料长度如图所示,圆柱的长度是 _______ mm。
(3)根据多用电表示数,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从下图的A、B、C、D四个电路中选择 ________ 电路用于测量圆柱材料电阻。
A、 B、
C、 D、
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【题目】如图所示的电路中,所用电源的电动势E=6 V,内电阻r=2 Ω,电阻R1可调。现将R1调到4Ω后固定。已知R2=6 Ω,R3=12 Ω,求:
(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大?这时A、B间消耗的最大电功率是多少?
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【题目】如图所示,以O点为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f,等量正、负点电荷分别放置在a、d 两点时,下列说法中正确的是
A. b、c、e、f四点的场强相同
B. b、c、e、f四点的电势相等
C. 将一带正电的试探电荷从O点移到e点,电场力做正功
D. O点的电势高于b、c、e、f四点的电势
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【题目】法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是
A. 若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定
B. 若从上往下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动
C. 若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化
D. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
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【题目】央视网 2017 年 11 月 06 日消息,在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第 24 颗、第 25 颗北斗导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星,也是中国第一、二颗北斗三号组网卫星。其轨道可以近似看成圆形,轨道高度要低于地球同步轨道。下列说法正确的是
A. 这两颗卫星的周期要小于地球同步卫星的周期
B. 这两颗卫星的运行速度要小于地球同步卫星的运行速度
C. 如果知道该卫星的轨道半径与周期,可以计算地球的密度
D. 如果两颗卫星在同一轨道上运动,则其向心力一定大小相等
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【题目】在平面直角坐标系xoy中,y轴左侧有两个正对的极板,极板中心在x轴上,板间电压U0=1×102V,右侧极板中心有一小孔,左侧极板中心有一个粒子源,能向外释放电荷量q=1.6×10-8C、质量m=3.2×10-10kg的粒子(粒子的重力、初速度忽略不计);y轴右侧以O点为圆心、半径为的半圆形区域内存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场(电场未画出),匀强磁场的的磁感应强度为B=2T,粒子经电场加速后进入y轴右侧,能沿x轴做匀速直线运动从P点射出。
(1)求匀强电场的电场强度的大小和方向;
(2)若撤去磁场,粒子在场区边缘M点射出电场,求粒子在电场中的运动时间和到M点的坐标;
(3)若撤去电场,粒子在场区边缘N点射出磁场,求粒子在磁场中运动半径和N点的坐标。
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