【题目】如图所示,等边三角形AQC的边长为2L,P、D分别为AQ、AC的中点.水平线QC以下是水平向左的匀强电场,区域Ⅰ(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B0;区域Ⅱ(三角形APD)内的磁场方向垂直纸面向里,区域Ⅲ(虚线PD之上、三角形APD以外)的磁场与区域Ⅱ大小相等、方向相反,且磁感应强度为3B0。带正电的粒子从QC边中点N以速度v0垂直QC进入区域Ⅰ再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ(粒子重力忽略不计).经一系列运动粒子将再次回到N点以速度v0垂直QC进入下方匀强电场,最后从O点离开电场(QO边长为L)。求:
(1) 该粒子的比荷q/m;
(2) 匀强电场E的大小;
(3) 粒子在磁场从N点出发再回到N点的运动过程所需的时间t.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)由题意可知,粒子在区域Ⅰ内做匀速圆周运动,轨道半径为:r1=L
由牛顿第二定律和洛伦兹力表达式得到:qvB=
解得:
(2)粒子从N点到O点过程中,做类平抛运动则:
竖直方向匀速直线运动 t1=
水平向左做初速度为零的匀加速直线运动,则:L=
由牛顿第二定律得:QE=ma
解得:E=2B0v0;
(3)带电粒子在区域Ⅱ和区域Ⅲ内做匀速圆周运动,同理由牛顿第二定律和洛伦兹力表达式可得:r2=
粒子从N点出发再回到N点的运动轨迹如图所示
在区域Ⅰ中匀速圆周运动周期:T1=
在区域Ⅰ中运动的时间:t2=
在区域Ⅱ和区域Ⅲ中匀速圆周运动周期:T2=
在区域Ⅱ和区域Ⅲ中运动时间:t2=
所以t=t2+t3=
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【题目】如图所示,足够长通电直导线平放在光滑水平面上并固定,电流I恒定不变。将一个金属环以初速度v0沿与导线成一定角度θ(θ<90゜)的方向滑出,此后关于金属环在水平面内运动的分析,下列判断中正确的是( )
A. 金属环做曲线运动,速度先减小后增大
B. 金属环做曲线运动,速度一直减小至0后静止
C. 金属环做直线运动,速度一直减小至0后静止
D. 金属环最终做匀速直线运动,运动方向与直导线平行
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【题目】两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,t=0时刻同时经过公路旁的同一路标,在描述两车运动的v﹣t图中(如图),直线a、b分别描述了两车在0~20s的运动情况.关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是
A. 在0~10s内两车逐渐远离
B. 在10~20s内两车逐渐远离
C. 在0~10s内两车的总位移相等
D. 在0~20s内两车的总位移相等
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【题目】如图所示,两个等量同种点电荷P、Q,在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点,另外有点电荷q,那么,下列说法中正确的是( )
A. M点电场强度的大小一定大于N点电场强度的大小
B. M点电场强度的大小一定小于N点电场强度的大小
C. 若q是正电荷,q在N点的电势能比在M点的电势能大
D. 无论q是正电荷还是负电荷,q在M点的电势能都比在N点的电势能小
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【题目】某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率,已知电阻丝长度为L,电阻约为20 Ω,
可提供的实验仪器有:
A.电流表G,内阻Rg=120 Ω,满偏电流Ig=3 mA
B.电流表A,内阻约为0.2 Ω,量程为0~0.6 A
C.螺旋测微器
D.变阻箱(0--9999 Ω,0.5 A)
E.滑动变阻器R(5 Ω,1 A)
F.电池组(3 V,0. 05 Ω)
G. 一个开关和导线若干
他进行了以下操作:
(l)用螺旋测微器测量这段电阻丝的直径,如图所示为螺旋测微器的示数部分,则该次测量
测得电阻丝的直径d=_______mm.
(2)把电流表G与电阻箱串联当作电压表用.这块“电压表”最大能测量3V的电压,则电阻箱的阻值应调为Ro=___ Ω.
(3)图虚线框中只是他设计的实验电路图的一部分,请将电路图补画完整_________.
(4)请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线___________.
(5)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某确定位置,电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2.请用测得的物理量和已知量写出计算电阻率的表达式ρ=____.
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【题目】如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是( )
A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大
B. 小球接触弹簧时加速度立即变为竖直向上
C. 从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小
D. 从小球到达最低点时,小球的加速度最大
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【题目】如图所示,质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R,现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放,然后由A点经过半圆轨道后从B冲出,在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为处(不计空气阻力,小球可视为质点),则( )
A. 小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球离开小车后做竖直上抛运动
C. 小车向左运动的最大距离为R
D. 小球第二次在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为
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【题目】蓝牙( Bluetooth)是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4~2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波).现有两同学用安装有蓝牙设备的玩具车甲、乙进行实验:甲、乙两车开始处于同一直线上相距为d=4.0m的O1、O2两点,甲车从O1点以初速度v0=4m/s、加速度a1=1m/s2向右做匀加速运动,乙车从O2点由静止开始以加速度a2=2m/s2向右做匀加速运动,已知当两车间的距离超过s0=10m时,两车无法实现通信,忽略信号传递的时间.已知.
(1)求甲、乙两车在相遇前的最大距离;
(2)求甲、乙两车在相遇前能通信的时间
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【题目】如图所示,我国发射的“嫦娥二号”卫星运行在距月球表面100km的圆形轨道上,到A点时调整成沿椭圆轨道运行,至距月球表面15km的B点作近月拍摄,以下判断正确的是
A. 卫星在圆轨道上运行时处于完全失重状态
B. 卫星从圆轨道进入椭圆轨道必须减速制动
C. 卫星沿椭圆轨道运行时,在A点的速度比在B点的速度大
D. 卫星沿圆轨道运行时在A点的加速度和沿椭圆轨道运行时在A点的加速度大小相等
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