【题目】如图所示为圆形匀强磁场,圆心为O,半径为R,磁场方向垂直纸面向里,一不计重力的粒子从边界的P点以指向圆心的水平初速度垂直磁场方向射入,从边界的Q点射出时速度方向偏转了90°;现将圆形磁场区域内的磁场换成场强为E的匀强电场,E的方向平行于OQ,该粒子以同样的初速度从P点射入电场,仍从Q点射出,已知粒子的质量为m,电荷量为q,则下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电
B. E的方向由Q指向O
C. 磁感应强度
D. 匀强电场对带电粒子做的功等于粒子初动能的4倍
【答案】BCD
【解析】
A、根据左手定则可知粒子带负电,故A错误;
B、粒子带负电且能够从Q点射出,可知E的方向由Q指向O,故B正确;
C、粒子从边界的P点以指向圆心的水平初速度垂直磁场方向射入,从边界的Q点射出时速度方向偏转了90°,根据几何关系可知粒子轨迹半径为r=R,
根据洛伦兹力提供向心力可得,即
;若将磁场换为电场,则R=
,解得
,联立解得磁感应强度
,故C正确;
D、粒子在匀强电场中运动时,在Q点向下的速度为vy,根据位移时间关系可得: ,水平方向vt=R,则vy=2v,所以粒子在Q点的速度
,匀强电场对带电粒子做的功
,即匀强电场对带电粒子做的功等于粒子初动能的4倍,故D正确。
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【题目】直流电动机的工作原理可以简化为如图所示的情景,匀强磁场方向竖直向下,磁感应强度大小为B;平行金属轨道MN、PQ,相距为L,固定在水平面内;电阻为R的金属导体棒ab与平行轨道垂放置,且与轨道接触良好;MP间接有直流电源。闭合开关S,金属导体棒向右运动,通过轻绳竖直提升质量为m的物体,重力加速度为g。忽略一切阻力、导轨的电阻和直流电源的内阻。
(1)求物体匀速上升时,通过导体棒ab的电流大小;
(2)导体棒ab水平向右运动的过程中,同时会产生感应电动势,这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用,我们称之为反电动势。设导体棒ab向上匀速提升重物的功率为P出,电流克服反电动势做功的功率为P反,请证明:P出=P反;(解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)
(3)若通过电源连续调节MP间的电压U,物体匀速上升的速度v也将连续变化,直流电动机所具有这种良好的“电压无极变速”调速性能在许多行业中广泛应用。请写出物体匀速上升的速度v与电压U的函数关系式。
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【题目】静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷( ).
A. 在x2和x4处电势能相等
B. 由x1运动到x3的过程中电势能增大
C. 由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大
D. 由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小
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【题目】如图所示,虚线左侧有一场强为E1=E的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场,在虚线PQ右侧相距也为L处有一与电场E2平行的屏.现将一电子(电荷量为e,质量为m)无初速度放入电场E1中的A点,最后打在右侧的屏上,AO连线与屏垂直,垂足为O,求:
(1)电子从释放到打到屏上所用的时间;
(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值tan θ;
(3)电子打到屏上的点O′到O点的距离.
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【题目】发生放射性衰变为
,半衰期约为5700年。已知植物存活其间,其体内
与
的比例不变;生命活动结束后,
的比例持续减少。现通过测量得知,某古木样品中
的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是_____。(双选,填正确答案标号)
A. 该古木的年代距今约为5700年
B. 、
、
具有相同的中子数
C. 衰变为
的过程中放出β射线
D. 增加样品测量环境的压强将加速的衰变
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【题目】边长为a的N匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动,转速为n,线圈所围面积内的磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示,图象中为已知。则下列说法正确的是
A. 时刻线圈中感应电动势最大
B. 时刻线圈中感应电流为零
C. 匀强磁场的磁感应强度大小为
D. 线圈中瞬时感应电动势的表达式为
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【题目】某同学描绘小灯泡的伏安特。所使用的器材有:
小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.50A)
电流表A(量程0.6A,内阻约0.5Ω);
灵敏电流计G(量程1mA,内阻为500Ω);
电阻箱Ro(阻值范围0~9999.9Ω);
滑动变阻器R1(阻值范围0~20Ω);
电源E(电动势4.5V,内阻约2Ω);
开关S及导线若干;
(1)为了能够实现在0-3.8V内对小灯泡的电压进行测量,需将灵敏电流计G改装成量程为4V的电压表,则_______(填“串”或“并”)联的电阻箱R0的阻值应调整为_________Ω
(2)请在图(b)的方框中画全运用上述器材描绘小灯泡伏安特性的实验电路原理图,并标注对应的器材符号____________。
(3)实验中得到电流表A读数I和灵敏电流计G读数Ig如下表所示
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
I/(A) | 0.13 | 0.24 | 0.32 | 0.38 | 0.43 | 0.46 | 0.48 | 0.49 |
Ig/(mA) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 0.90 |
请你根据表中数据,在图(c)的坐标系中补齐数据点,做出I-Ig曲线____________。
(4)由I-Ig曲线可知,小灯泡的电阻随电流的增大而___________(填“变大”“变小”或者“不变”)
(5)如图(d)所示,将该小灯泡和定值电阻R与一电动势E=3.0V,内阻r=5.0Ω的电源串联时,电源的输出功率最大,可知此时小灯泡的实际功率约为______W定值电阻的阻值R=___________Ω(结果均保留两位有效数字)
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【题目】如图所示为车站使用的水平传送带的模型,皮带轮的半径均为R=0.1m,两轮轴距为L=3m,在电机的驱动下顺时针转动,现将一个旅行包(可视为质点)无初速放在水平传送带左端,已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.6,g=10m/s2,不计空气阻力。
(1)要使旅行包到达右端不会直接飞出,传送带的速度应小于多少?
(2)若传送带实际速度为0.2m/s,春运期间每天传送的旅行包平均总质量为10吨,则电机每天相对于空载多消耗的电能E是多少?(所有旅行包均无初速,且与传送带间的μ相同)
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【题目】为了精确测量某待测电阻的阻值,某实验小组先用多用电表进行粗测,后用伏安法精确测量,实验室提供的器材如下:
待测电阻:Rx
电压表:V1(量程3V,内阻约为3KΩ)
电压表:V2(量程15V,内阻约为15KΩ)
电流表:A(量程10mA,内阻为rA=30Ω)
滑动变阻器:R(最大阻值10Ω,额定电流1A)
定值电阻:R1(阻值30Ω)
定值电阻:R2(阻值2Ω)
直流电源:E(电动势为3V,内阻可忽略)
单刀单掷开关一个,导线若干
① 当用多用电表的欧姆×10挡粗测Rx的阻值时,发现指针偏转角度太大了,应使选择开关拨到________(填“×100或×1” )倍率挡,重新欧姆调零后再测,此时多用电表指针位置如图(a)所示,其读数为_________Ω。
② 在用伏安法测量Rx时,为使测量尽量精确,要求电表指针均达到半偏以上,电压表应选________,定值电阻应选________。(均填器材符号)
③ 图b为该实验小组设计测量电阻电路图的一部分,请在虚线框内将电路图补充完整,并标出器材符号________。
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