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【题目】直角坐标系xOy中与x轴成45°角的界线OM两侧区域分别有如图所示电、磁场(第三象限除外),匀强磁场磁感应强度为B、方向垂直纸面向外,匀强电场场强EvB、方向沿x轴负方向.一不计重力的带正电的粒子,从坐标原点O以速度为v、沿x轴负方向射入磁场,随后从界线上的P点沿垂直电场方向进入电场,并最终飞离电、磁场区域.已知粒子的电荷量为q,质量为m,求:

(1)粒子在磁场中运动的轨迹半径RP点的位置坐标;

(2)粒子在磁场中运动的时间;

(3)粒子最终飞离电、磁场区域的位置坐标.

【答案】1( )23[0, ]

【解析】试题分析:粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,由牛顿第二定律求出轨迹半径,画出粒子运动的轨迹,由几何关系求解P点的位置坐标;根据几何知识确定轨迹所对的圆心角,由,求出粒子在磁场中运动的时间;
(3)在电场中,粒子受到电场力作用而类平抛运动,运用运动的分解法,由牛顿第二定律和运动学公式结合求解粒子最终飞离电、磁场区域的位置坐标.

(1)由洛伦兹力提供向心力,有:

解得:

粒子的运动轨迹如图所示,由几何关系可知,粒子经过界线OM的位置P的坐标为( )

(2)粒子在磁场中运动的周期

粒子在磁场中运动的时间

(3)粒子从P点射入电场后将做类平抛运动,如图所示,有:

Rat2

xvt

其中:

联立①②③式解得

故粒子最终飞离电、磁场区域的位置坐标为[0, ]

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时 (  )

A. 线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流

B. 线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势

C. 线圈绕P1P2转动时电流的方向相同,都是abcd

D. 线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力

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【题目】如图所示,一可视为质点的小球以初速度v0O点被水平抛出,经与两墙壁四次弹性碰撞后刚好落在竖直墙壁的最低点D,此时速度与水平方向的夹角为θ,其中AC两点为小球与另一墙壁碰撞的等高点,已知两墙壁间的距离为d,则下列说法正确的是:

A. xOAxABxBCxCD1:3:5:7

B. 相邻两点间速度的变化量均相等

C.

D.

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,气垫导轨装置如图甲所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.

下面是实验的主要步骤:

安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;

向气垫导轨通入压缩空气;

把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;

使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;

把滑块2放在气垫导轨的中间,已知碰后两滑块一起运动;

先________,然后________,让滑块带动纸带一起运动;

⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出较理想的纸带如图乙所示;

⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.

(1)试着完善实验步骤⑥的内容.

(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,计算可知两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为________kg·m/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为________kg·m/s.(保留3位有效数字)

(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是____________________.

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【题目】关于静电场,下列结论普遍成立的是 ( )
A.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低
B.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
C.在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向
D.在电场强度越大的地方,电荷的电势能也越大

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【题目】(1)(多选)一群基态氢原子吸收某种波长的光后,可以发出三种波长的光,这三种光的波长关系为λ3>λ2>λ1,已知某金属的极限波长为λ2,则下列说法正确的是________.

A.该金属的逸出功为hλ2

B.波长为λ1的光一定可以使该金属发生光电效应

C.波长为λ3的光一定可以使该金属发生光电效应

D.基态氢原子吸收的光子的波长为λ1

E.若用波长为λ4的光照射该金属且能发生光电效应,则发生光电效应的光电子的最大初动能为hc

(2)两块厚度相同的木块A和B并列紧靠着放在光滑的水平面上,处于静止状态,其质量分别为mA=2.0 kg,mB=0.9 kg,B的上、下底面光滑.另有质量mC=0.10 kg的铅块C(其长度可略去不计)以大小为vC=10 m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面,如图所示.若A、C间接触面粗糙,轻质弹簧的原长等于B板的长度,由相互作用,铅块C和木块B最后一起运动的共同速度大小为v=0.5 m/s,求:

①铅块C离开A时的速度大小;

②轻质弹簧的最大弹性势能.

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【题目】关于电场线的叙述,下列说法正确的是(  )
A.电场线是直线的地方一定是匀强电场
B.电场线的方向就是带正电的试探电荷的运动方向
C.点电荷只受电场力作用时,加速度的方向总是与所在处的电场线的切线重合
D.画有电场线的地方有电场,没画电场线的地方就不存在电场

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【题目】在“研究电磁感应现象”实验中,将灵敏电流计G与线圈L连接,线圈上导线绕法,如图所示.已知当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转.

(1)将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时,灵敏电流计的指针将__偏转(选填“向左”“向右”或“不”).

(2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,a点电势__b点电势(填“高于”、“等于”或“低于”).

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【题目】用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω),实验室提供如下器材:

电池组E(电动势3 V,内阻不计)

电流表A1(量程0~15 mA,内阻约为100 Ω)

电流表A2(量程0~300 μA,内阻为2 000 Ω)

滑动变阻器R1(阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A)

电阻箱R2(阻值范围0~9 999 Ω,额定电流1 A)

开关S、导线若干

要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值,请回答下面问题:

(1)将电流表A2与电阻箱串联,改装成一个量程为3.0 V的电压表,需将电阻箱阻值调到________Ω.

(2)在方框中完整画出测量Rx阻值的电路图,并在图中标明器材代号;

(3)调节滑动变阻器R1,两表的示数如图所示,可读出电流表A1的示数是________mA,电流表A2的示数是________μA,测得待测电阻Rx的阻值是________Ω.

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