如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E,在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等。有一个带电粒子以初速度v0垂直x轴,从x轴上的P点进入匀强电场,恰好与y轴成45°角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入下面的磁场。已知OP之间的距离为d,则带电粒子( )
A.在电场中运动的时间为 |
B.在磁场中做圆周运动的半径为 |
C.自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为 |
D.自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为 |
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解析
试题分析:带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,水平方向做匀加速直线运动,竖直方向做匀速直线运动,出电场时与y轴成45°角,则水平速度与竖直速度相等,则由水平方向,故A选项正确;竖直方向的位移:y=v0t=2d,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,恰好垂直于x轴进入下面的磁场,如图所示,由几何关系可求出粒子的半径,所以B选项错误;由匀速圆周运动运动规律知,,解得,粒子垂直进入下面磁场中继续做匀速圆周运动,又垂直x轴出磁场,粒子自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为,选项C选项错误,自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为,故选项D正确。本题的解题关键是画出运动的示意图。
考点:匀变速曲线运动规律 匀速圆周运动 带电粒子在电场和磁场中的运动
科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如图所示,升降机天花板上用轻弹簧悬挂一物体,升降机静止时弹簧秤的读数为10N,现让物体随升降机一起运动,弹簧测力计稳定时的读数为12N,则(g=10m/s2):
A.物体随升降机一起运动时的重力为12N; |
B.物体的加速度大小一定等于a=2m/s2; |
C.物体可能减速下降; |
D.物体处于超重状态,一定加速上升 |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
在电梯内的地板上,竖直放置一根轻质弹簧,弹簧上端固定一个质量为m的物体。当电梯匀速运动时,弹簧被压缩了x,某时刻后观察到弹簧又被继续压缩了x/10。则电梯在此时刻后的运动情况可能是( )
A.以大小为11g/10的加速度加速上升 |
B.以大小为11g/10的加速度减速上升 |
C.以大小为g/10的加速度加速下降 |
D.以大小为g/10的加速度减速下降 |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
在升降电梯内的地面上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计如右图所示,在这段时间内下列说法中正确的是( )
A.晓敏同学所受的重力变小了 |
B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力 |
C.电梯一定在竖直向下运动 |
D.电梯的加速度大小为g/5,方向一定竖直向下 |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
(原创)2013年6月20日,女航天员王亚平成为中国第一位“太空老师”。在太空中给全国青少年讲解了微重力环境下物体运动的特点,液体表面张力的作用等知识。下列关于微重力条件(可视为完全失重)下物体运动规律的说法中正确的是
A.物体间不会有摩擦力 | B.胡克定律仍然成立 |
C.动能定理不再成立 | D.牛顿第二定律仍然成立 |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边与水平面的夹角为37°,质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,导轨的电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时,cd杆恰好处于静止状态,重力加速度为g,以下说法正确的是
A.ab杆所受拉力F的大小为mgtan37° |
B.回路中电流为 |
C.回路中电流的总功率为mgv sin37° |
D.m与v大小的关系为m= |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如图所示,电阻不计的光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上,下端接有固定电阻和金属棒cd,它们的电阻均为.两根导轨间宽度为L,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨面向上.质量为m、电阻不计的金属棒ab垂直放置在金属导轨上,在沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用下,沿导轨以速率v匀速上滑,而金属棒cd保持静止.以下说法正确的是
A.金属棒ab中的电流为 |
B.作用在金属棒ab上各力的合力做功为零 |
C.金属棒cd的质量为 |
D.金属棒ab克服安培力做功等于整个电路中产生的焦耳热 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(18分)如图所示,一电子(其重力不计,质量为m、电荷量为e,由静止开始,经加速电场加速后,水平向右从两板正中间射入偏转电场.偏转电场由两块水平平行放置的长为l相距为d的导体板组成,当两板不带电时,电子通过两板之间的时间均为t0,当在两板间加电压为U0时,电子可射出偏转电场,并射入垂直纸面向里的匀强磁场,最后打在磁场右侧竖直放置的荧光屏上.磁场的水平宽度为s,竖直高度足够大。求:
(1)加速电场的电压;
(2)电子在离开偏转电场时的侧向位移;
(3)要使电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多大?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(12分)如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔S1、S2,两极板间电压的变化规律如图乙所示,电压的大小为U0,周期为T0。在t=0时刻将一个质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子由S1静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在t=时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)
(1)求粒子到达S2时的速度大小v
(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件;
(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t=T0时刻再次到达S1,而再次进入电场被加速,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小。
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