【題目】如圖所示,在紙面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy,以第Ⅲ象限內(nèi)的直線(xiàn)OM(與負(fù)x軸成45°角)和正y軸為界,在x<0的區(qū)域建立勻強(qiáng)電場(chǎng),方向水平向左,場(chǎng)強(qiáng)大小E=2 V/m;以直線(xiàn)OM和正x軸為界,在y<0的區(qū)域建立垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T。一不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向以v0=2×103m/s的初速度射入磁場(chǎng)。己知粒子的比荷為q/m=5×104C/kg,求:
(1)粒子經(jīng)過(guò)1/4圓弧第一次經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界時(shí)的位置坐標(biāo)?
(2)粒子在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間?
(3)粒子最終將從電場(chǎng)區(qū)域D點(diǎn)離開(kāi)電,則D點(diǎn)離O點(diǎn)的距離是多少?
【答案】(1)粒子經(jīng)過(guò)圓弧第一次經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界時(shí)的位置坐標(biāo)為(﹣0.4m,﹣0.4m);
(2)粒子在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間1.26×10﹣3s;
(3)粒子最終將從電場(chǎng)區(qū)域D點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng),則D點(diǎn)離O點(diǎn)的距離是7.2m.
【解析】
試題(1)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律,求出運(yùn)動(dòng)的半徑,從而即可求解;
(2)根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式,可求出在磁場(chǎng)中總時(shí)間;
(3)粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),將其運(yùn)動(dòng)分解,運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式與牛頓第二定律,即可求解.
解:(1)微粒帶負(fù)電,從O點(diǎn)射入磁場(chǎng),沿順時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖.
第一次經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界上的A點(diǎn)
由,
得,
所以,A點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣0.4m,﹣0.4m).
(2)設(shè)微粒在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,則
,
其中
代入數(shù)據(jù)解得:T=1.256×10﹣3s
所以t=1.26×10﹣3s.
(3)微粒從C點(diǎn)沿y軸正方向進(jìn)入電場(chǎng),做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),則
由牛頓第二定律,qE=ma
△y=v0t1
代入數(shù)據(jù)解得:△y=8m
y=△y﹣2r=8﹣2×0.4m=7.2m
即:離開(kāi)電磁場(chǎng)時(shí)距O點(diǎn)的距離為7.2m.
答:(1)粒子經(jīng)過(guò)圓弧第一次經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界時(shí)的位置坐標(biāo)為(﹣0.4m,﹣0.4m);
(2)粒子在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間1.26×10﹣3s;
(3)粒子最終將從電場(chǎng)區(qū)域D點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng),則D點(diǎn)離O點(diǎn)的距離是7.2m.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一邊長(zhǎng)為L,質(zhì)量分布均勻正方形板ABCD,質(zhì)量為m,在A點(diǎn)用懸線(xiàn)系住,開(kāi)始時(shí)AB邊和CD邊處于水平位置(如圖示).現(xiàn)將板由靜止釋放,板擺動(dòng)直至最后靜止.空氣阻力不可忽略,下列關(guān)于板的描述正確的是( )
A. 板在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中板的重力一直做正功
B. 板在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力一直做負(fù)功
C. 板在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能一直減小
D. 板在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中損失的機(jī)械能為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩光滑金屬導(dǎo)軌,接有電阻R,間距為d,導(dǎo)軌放在桌面上的部分是水平的,僅在桌面的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),桌面高為H,金屬桿ab質(zhì)量為m,電阻為r,從導(dǎo)軌上距桌面高度為h的地方由靜止開(kāi)始釋放,落地點(diǎn)距桌面左邊緣的水平距離為s,重力加速度為g,導(dǎo)軌電阻不計(jì),求:
(1)整個(gè)過(guò)程中R上的最大瞬時(shí)電流;
(2)整個(gè)過(guò)程中電阻r產(chǎn)生的焦耳熱。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在寬度為d的河中,水流速度為v2,船在靜水中速度為v1(且v1<v2),船頭方向可以選擇,現(xiàn)讓該船開(kāi)始渡河,則該船
A.不管船頭與河岸夾角是多少,渡河時(shí)間和水速均無(wú)關(guān)
B.過(guò)河的最短渡河時(shí)間為,此時(shí)需船頭垂直河岸,但不是垂直過(guò)河
C.過(guò)河的最短位移是
D.當(dāng)最短位移過(guò)河時(shí),船頭與河岸夾角為,,船身斜向下游過(guò)河
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的水平導(dǎo)軌ab、cd的間距L1=0.5 m,金屬棒ad與導(dǎo)軌左端bc的距離為L2=0.8 m,整個(gè)閉合回路的電阻為R=0.2 Ω,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1 T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)整個(gè)回路.ad桿通過(guò)滑輪和輕繩連接著一個(gè)質(zhì)量為m=0.04 kg 的物體,不計(jì)一切摩擦,現(xiàn)使磁場(chǎng)以=0.2 T/s的變化率均勻地增大.求:
(1)金屬棒上電流的方向.
(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大。
(3)物體剛好離開(kāi)地面的時(shí)間(g=10 m/s2).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,邊長(zhǎng)為L、匝數(shù)為N,電阻不計(jì)的正方形線(xiàn)圈abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),軸垂直于磁感線(xiàn),在線(xiàn)圈外接一含有理想變壓器的電路,變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線(xiàn)圈以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng),下列判斷正確的是
A. 在圖示位置時(shí)線(xiàn)框中磁通量為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大
B. 由圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e=NBSsin(t)
C. 當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí),電阻R消耗的功率減小
D. 電壓表V2示數(shù)等于
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,電阻為r,匝數(shù)為N,面積為S的矩形線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),接入電路中變阻器的阻值為時(shí),線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直,各電表均為理想交流電表,則
A. 時(shí),線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B. 電壓表的示數(shù)為
C. 滑片P向下滑動(dòng)時(shí),電流表的讀數(shù)變大
D. 線(xiàn)圈勻速運(yùn)動(dòng)的角速度變大時(shí),電流表的讀數(shù)變大
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【題目】如圖所示,空間內(nèi)水平線(xiàn) 以下存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一正方形的閉合金屬線(xiàn)框 從邊界 的上方一定高度由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線(xiàn)框平面一直在豎直平面內(nèi),且 .關(guān)于線(xiàn)框開(kāi)始下落后的速度 隨時(shí)間 的變化圖象,下列圖象不可能出現(xiàn)的是( )
A. B.
C. D.
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【題目】如下圖所示皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪,大輪直徑是小輪直徑的2倍,A是大輪邊緣上一點(diǎn),B是小輪邊緣上一點(diǎn),C是大輪上一點(diǎn),C到圓心O1的距離等于小輪半徑。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)皮帶不打滑,則A、B、C三點(diǎn)的角速度之比_________________,向心加速度大小之比_________________。
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