【题目】如图所示,xOy坐标系巾,在y<0的区域内分布有沿y轴正方向的匀强电场,在0<y<yo,的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场,一质量为m、电荷量为+q的粒子以初速度vo,由坐标(0,-yo)处沿x轴正方向射入电场。已知电场强度大小E=,粒子重力不计。
(1)要使粒子不从y= yo边界射m磁场,求磁感应强度应满足的条件;
(2)要使粒子从电场进入磁场时能通过点P(50yo,0)(图中未画出),求磁感应强度的大小。
【答案】(1)(2)n=13时;n=14时;n=15时
【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动,则有:
x=v0t,
qE=m,vy=t
解得:x=2y0
vy=v0
进入磁场速度
速度与x轴夹角的正切值tan==1,得=45°
若粒子刚好不从y=y0边界射出磁场,则有:qvB=m
由几何关系知(l+)r=y0
解得
故要使粒子不从y=y0边界射出磁场.应满足的条件磁感应强度B>
(2)粒子相邻两次从电场进入磁场时.沿x轴前进的距离x=2x—r'=4y0-r'
其中初始位置为(2y0,0)
又因为粒子不能射出边界:y=y0,所以,即0<r'<(2- )y0
所以有(6-2)y0 <x<4y0
粒子通过P点,回旋次数n=
则 ,即12<n<15.1
n为整数,只能取n=13、n=14和n=15
n=13时,
n=14时,
n=15时,
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【题目】某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系,除小灯泡外,可用的器材如下:
A.电源(电动势3V,内阻为1.5Ω)
B.电压表(0~3V,内阻约为10kΩ)
C.电流表(0~0.6A,内阻约为5Ω)
D.滑动变阻器(0~50Ω,额定电流0.4A)
E.滑动变阻器(0~10Ω,额定电流1.0A)
F.电键S,导线若干
(1).实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡的U-I图象如图甲所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而__________(填“增大”、“减小”或“不变”);实验时应选用的滑动变阻器为__________。(填器材前的字母序号)
(2).根据图甲,将图乙实验电路中缺少的导线补全__________(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压)。
(3).若某次连接时,把AB间的导线误接在AC之间,合上电键,任意滑动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡可能获得的最小功率是__________W。(本问中电压表和电流表均视为理想电表,结果保留2位有效数字)
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【题目】如图所示,质量为m、电阻为R的单匝矩形线框置于光滑水平面上,线框边长ab=L、ad=2L.虚线MN过ad、bc边中点.一根能承受最大拉力F0的细线沿水平方向拴住ab边中点O.从某时刻起,在MN右侧加一方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小按B=kt的规律均匀变化.一段时间后,细线被拉断,线框向左运动,ab边穿出磁场时的速度为v. 求:
(1)细线断裂前线框中的电功率P;
(2)细线断裂后瞬间线框的加速度大小a及线框离开磁场的过程中安培力所做的功W;
(3)线框穿出磁场过程中通过导线截面的电量 q.
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【题目】某同学利用图甲所示的电路,测多用电表内电池的电动势,以及多用电表“×100”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:
多用电表
电压表(量程3V,内阻几千欧)
滑动变阻器(最大阻值5kΩ)
导线若干
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×100”挡,再将红表笔和黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,直到指针指在右端的零刻度处。
(2)将图甲中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当的位置,使多用电表的示数和电压表的示数如图乙所示,则测得的电阻是____Ω,电压表的示数是________V。
(4)调节滑动变阻器的滑片,读取多组电阻R和电压U,根据测得的数据,在坐标纸上描绘出图线如图丙所示,图线的斜率和截距分别为k和b,则多用电表内电池的电动势可表示为E=_________,电阻“×100”挡内部电路的总电阻可表示为r=_________(用图线的斜率k和截距b表示)。
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【题目】如图所示,在竖直平两内的xOy坐标系中分布着与水平方向成30°角的匀强电场,将一质量为0.1kg、带电荷量为+0.02C的小球以某一初速度从原点O竖直向上抛出,它的轨迹恰好满足抛物线方程y2=x。已知P点为轨迹与直线方程y=x的交点,重力加速度g=10m/s2,则
A. 电场强度的大小为100N/C
B. 小球初速度的大小为5m/s
C. 小球通过P点时的动能为
D. 小球从O点运动到P点的过程中,电势能减少
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【题目】用图甲所示装置测量磁场的磁感应强度和某导电液体(有大量的正、负离子)的电阻率。水平管道长为l、宽度为d、高为h,置于竖直向上的匀强磁场中。管道上下两面是绝缘板,前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S、电阻箱R、灵敏电流表G(内阻为Rg)连接。管道内始终充满导电液体,液体以恒定速度v自左向右通过。闭合开关S,调节电阻箱的取值,记下相应的电流表读数。
(1)图乙所示电阻箱接入电路的电阻值为________Ω。
(2)与N板相连接的是电流表G的_________极(填“正”或“负”)。
(3)图丙所示的电流表读数为_________μA。
(4)将实验中每次电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表读数I绘制出图象为图丁所示的倾斜直线,其延长线与两轴的交点坐标分别为(-a,0)和(0,b),则磁场的磁感应强度为_________,导电液体的电阻率为________。
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【题目】某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度与物体质量、物体受力的关系。
(1)下列实验操作中,正确的是_________(填选项前面的字母).
A.牵引小车的细绳必须与长木板保持平行
B.实验中必须保证砝码桶的总质量远远小于小车的质量
C.将长木板没有滑轮的一端垫高,挂上砝码桶,直到小车能沿着木板匀速下滑
D.改变小车的质量时,需要重新平衡摩擦力,才能进行实验
(2)按照正确的操作步骤,打出了一条纸带。计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起,每五个点取一个计数点,测出相邻计数点之间的距离,如图乙所示。此时小车的加速度a=_________m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)某同学将装置放在水平桌面上,在没有平衡摩擦力的情况下,改变小车的质量,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图丙所示的A、B两条直线。若两次实验中小车的质量分别为mA、mB,由图可知,mA____mB(选填“>”“<”或“=”)。
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【题目】如图所示,在升降机内固定一光滑的斜面体,一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上,另一端与质量为m的物块A相连,弹簧与斜面平行.整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中( )
A. 物块A的重力势能增加量一定小于mgh
B. 物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和
C. 物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和
D. 物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力做功
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【题目】如图所示,竖直平面内,两竖直线MN、PQ间(含边界)存在竖直向上的匀强电场和垂直于竖直平面向外的匀强磁场,MN、PQ间距为d,电磁场上下区域足够大。一个质量为m、电量为q的带正电小球从左侧进入电磁场,初速度v与MN夹角θ=60°,随后小球做匀速圆周运动,恰能到达右侧边界PQ并从左侧边界MN穿出。不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)电场强度大小E;
(2)磁场磁感应强度大小B;
(3)小球在电磁场区域运动的时间t.
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