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【题目】如图,真空中两个带电量均为+Q 的点电荷固定在 A、B 亮点,它 们之间的距离为 8d,O 点是它们连线的中点。C、D 是连线中垂线 MN 上关于 O 点对称的两点。AC MN 的夹角是 53°,空间中还有一匀强电场。将一试探负电荷放置在 C 点时恰能保持静止。已知静电力常量为 k、试探电荷的比荷为μ。(已知 sin53°=0.8,cos53°=0.6,不考虑电荷的重力)

(1)求匀强电场的电场强度 E 的大小及方向。

(2)给该试探电荷某一初速度,使其从 C 点沿 MN 恰能运动到 D 点,求初速度的大小。

【答案】(1)方向沿MN水平向右;(2)

【解析】

(1)两个点电荷在C点的合场强与匀强电场等大反向,由此可求解匀强电场的电场强度 E 的大小及方向;(2)由动能定理求解电荷的初速度的大小.

(1)由几何关系可得ACBC的长度均为:

则两个点电荷在C点的合场强为:

试探电荷静止,合场强为0,故匀强电场场强E′=

方向沿MN水平向右.

(2)由几何关系可知CD距离为6d,则电荷由C点运动到D点,由动能定理有:

-E′q6d=0-mv2

代入数据解得v=

练习册系列答案
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【题目】如图所示,静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核,当它放出一个α粒子后,其速度方向与磁场方向垂直,测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1,则下列说法不正确的是(

A. α粒子与反冲粒子的动量大小相等,方向相反

B. 原来放射性元素的原子核电荷数为90

C. 反冲核的核电荷数为88

D. α粒子和反冲粒子的速度之比为1:88

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【题目】回旋加速器是加速带电粒子的装置其核心部分是分别与高频交流电极相连 的两个 D 形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭 缝时都能得到加速 D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示下列说法中正确的是( )

A. 回旋加速器中,粒子加速的时间和做圆周运动的周期相等

B. 带电粒子在 D 形盒内从狭缝间的电场获得能量

C. 增大 D 形盒的半径,可以增大粒子从 D 形盒射出时的动能

D. 狭缝宽度越小,粒子从 D 形盒射出时的动能越大

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【题目】裂变反应可以在人工控制下进行,用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞,使中子的速率降下来,从而影响裂变反应的反应速度。 如图所示,一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰,中子的质量为m,慢化剂中静止的原子核的质量为M,而且M>m。为把中子的速率更好地降下来,现在有原子核的质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂,通过计算碰撞后中子速度的大小,说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的还是质量较小的。

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【题目】如图所示竖直放置的半径为 R 的光滑绝缘半圆轨道固定在水平地面上轨道所处空间存在电场一带电荷量为+q质量为 m 的小球以初速度 v0 由底 端的 A 点开始沿轨道内侧上滑,到达顶端 B 的速度大小仍为 v0,重力加速度为 g,则(

A. 小球在 B 点的电势能大于小球在 A 点的电势能

B. AB 两点的电势差大小为

C. 若电场是匀强电场,则该电场的场强是

D. 小球在 B 点的机械能比在 A 点的机械能大

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【题目】如图所示圆心为 O,半径为 R 的圆形区域中有垂直纸面向里的匀 强磁场,磁感应强度为 B。质量为 m电量为 q 的带正电微粒从圆周上 M 点沿 半径 MO 方向射入磁场射出磁场时速度方向偏转了 120°,不计微粒重力求:

(1)微粒入射速度大小。

(2)微粒在磁场中运动的时间。

(3)若将微粒的入射速度增大为原来的 3 倍,求射出点和入射点 M 之间的距 离。

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【题目】如图所示坐标系中第二象限存在着垂直于纸面向里磁感应强度 B=0.2 T 的匀强磁场第三象限存在着与 x 轴正方向成 45°、电场强度为 E=500N/C 的斜向下的匀强电场,还有一根处于两坐标轴角平分线上的无限长的电荷 接收棒一个不计重力的带正电粒子从坐标原点 O 处以 v=2×104m/s的速度进入磁场,A 粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与 x 轴负方向成 45°, 最终打到接收棒上被吸收,若 A 粒子的比荷为 106C/kg。

(1)求 A 粒子到达 x 轴时的坐标和在磁场中运动的时间。

(2)B 粒子的比荷为2.5×105C/kg,以相同的速度从同一位置进入磁场,求 A 粒子和 B 粒子到达吸收棒的位置相隔多远。

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【题目】指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。请回答下列问题:

(1)使用多用电表粗测电阻时,将选择开关拨至欧姆挡“×10”挡,经正确操作后,指针指示如图甲a所示,为了使多用电表测量的结果更准确,该同学应该选择欧姆挡_____档(选填“×1”“×100”);若经过正确操作,将两表笔接待测电阻两端时,指针指示如图甲b,则待测电阻为_______Ω

(2)图乙是某多用电表欧姆挡内部电路示意图。其中,电流表满偏电流为0.5mA、内阻为10Ω;电池电动势为1.5V、内阻为;变阻器的阻值范围为0-5000Ω

①该欧姆表的两只表笔中,______是红表笔。(选填“A”“B”);

②该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V、内阻为进行刻度的。当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到时,欧姆表仍可调零,则调零后接入电路的电阻将变_____(填)。

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【题目】如图(a),超级高铁(Hyperloop)是一种以真空管道运输为理论核心设计的交通工具,它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点.如图(b),已知管道中固定着两根平行金属导轨MNPQ,两导轨间距为;运输车的质量为m,横截面是半径为r的圆.运输车上固定着间距为D、与导轨垂直的两根导体棒12,每根导体棒的电阻为R,每段长度为D的导轨的电阻也为R.其他电阻忽略不计,重力加速度为g

(1)如图(c),当管道中的导轨平面与水平面成θ=30°时,运输车恰好能无动力地匀速下滑.求运输车与导轨间的动摩擦因数μ

(2)在水平导轨上进行实验,不考虑摩擦及空气阻力.

当运输车由静止离站时,在导体棒2后间距为D处接通固定在导轨上电动势为E的直流电源,此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B,垂直导轨平向下的匀强磁场中,如图(d).求刚接通电源时运输车的加速度的大小;(电源内阻不计,不考虑电磁感应现象)

当运输车进站时,管道内依次分布磁感应强度为B,宽度为D的匀强磁场,且相邻的匀强磁场的方向相反.求运输车以速度v0从如图(e)通过距离2D后的速度v

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