【题目】如图所示，为一除尘装置的截面图，其原理是通过板间的电场或磁场使带电尘埃偏转并吸附到极板上，达到除尘的目的。已知金属极板MN长为d，间距也为d。大量均匀分布的尘埃以相同的水平速度v0进入除尘装置，设每个尘埃颗粒质量为m、电量为―q。当板间区域同时加入匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场并逐步增强至合适大小时，尘埃恰好沿直线通过该区域;且只撤去电场时，恰好无尘埃从极板MN间射出，收集效率（打在极板上的尘埃占尘埃总数的百分比）为100%，不计尘埃的重力、尘埃之间的相互作用及尘埃对板间电场、磁场的影响。
(1)判断M板所带电荷的电性；
(2)求极板区域磁感应强度B的大小；
(3)若撤去极板区域磁场，只保留原来的电场，则除尘装置的收集效率是多少？
(4)把极板区域的磁场和电场均撤去后，在y轴右侧设计一个垂直于坐标平面的圆形匀强磁场区域，就可把全部尘埃收集到位于Q点的收集箱内。若直角坐标系原点O紧贴金属极板MN右侧中点，Q点坐标为（2d，―1.5d），求此磁场的方向及磁感应强度B′的大小范围。
【答案】(1)M板所带电荷是负电荷；(2)
；(3)50%；(4) 
【解析】
(1)负电荷进入纸面向外的匀强磁场，根据左手定则，受到的洛伦磁力的方向向上，尘埃恰好沿直线通过该区域MN， 说明电场力和洛伦磁力大小相等，方向相反，洛伦兹力竖直向上，则电场力竖直向下，负电荷所受电场力方向与场强方向相反，电场向上，M板带负电；
(2)沿N极板射入的尘埃恰好不从极板射出时尘埃的运动轨迹如图所示，
由几何知识可知，尘埃在磁场中的半径：
r=d
尘埃在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
，
解得：
；
(3)电场、磁场同时存在时，尘埃匀速直线，满足：
qE=qv0B，
撤去磁场以后粒子在电场作用下平抛，假设距离N极板y的粒子恰好离开电场：
水平方向：
d=v0t
竖直方向：
y＝
at2，
加速度：
解得：
y=0.5d，
当y＞0.5d时，时间更长，水平位移x＞d，即0.5d到d这段距离的粒子会射出电场，则从平行金属板出射的尘埃占总数的百分比：
(4)尘埃在磁场中做匀速圆周运动，尘埃若要汇聚在P点，尘埃运动轨迹应经过P点，偏转磁场的半径应该和尘埃的偏转半径相等，尘埃运动轨迹如图所示，
尘埃沿沿顺时针方向偏转，由左手定则可知：磁场的方向垂直于纸面向里，磁场半径的最小值应该为d，对应的B′的最大值为：，磁场半径的最大值应该为2d，对应的B′的最小值为：
，则磁场的范围是：
；
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】某工厂在竖直平面内安装了如图所示的传送装置，圆心为O的光滑圆弧轨道AB与足够长倾斜传送带BC在B处相切且平滑连接，OA连线水平、OB连线与竖直线的夹角为θ＝37°，圆弧的半径为R=1.0m，在某次调试中传送带以速度v =2m/s顺时针转动，现将质量为m1=3kg的物块P（可视为质点）从A点位置静止释放，经圆弧轨道冲上传送带，当物块P刚好到达B点时，在C点附近某一位置轻轻地释放一个质量为m2=1kg的物块Q在传送带上，经时间t=1.2s后与物块P相遇并发生碰撞，碰撞后粘合在一起成为粘合体S。已知物块P、Q、粘合体S与传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。试求：
（1）物块P在B点的速度大小；
（2）传送带BC两端距离的最小值；
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与质量为mB的小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上质量为mA的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动。设某时刻物块A运动的速度大小为vA，加速度大小为aA，小球B运动的速度大小为vB，轻绳与杆的夹角为
。则
A. VB= 
B. aA= 
C. 小球B减小的重力势能等于物块A增加的动能
D. 当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】我国首批隐形战斗机歼-20已形成初步战斗力。某次演习时，在某一高度水平匀速飞行的战斗机离目标水平距离L时投弹（投弹瞬间炸弹相对战斗机的速度为零），可以准确命中目标。若战斗机水平飞行高度变为原来的
倍，飞行速度变为原来的
倍，要仍能命中目标，则战斗机投弹时离目标的水平距离为（不考虑空气阻力）（ ）
A.
B.
C.
D.
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，在匀强电场中有一半径为R的圆，场强方向与圆所在平面平行。一群质量为m，电荷量为q的带正电粒子以相同的初速度v沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从B点离开圆形区域的带电粒子的速度最大且最大速度为2v，已知O是圆心，AB=R，设场强大小为E，方向与AB的夹角为θ（θ为锐角），则（ ）
A.
B.
C.
D.
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的粒子仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是( )
A. 三个等势面中，等势面a的电势最高
B. 带电质点一定是从P点向Q点运动
C. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大
D. 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒。每根细棒均匀带上正电。现将电荷量为+Q的点电荷置于BC中点，此时正六边形几何中心O点的场强为零。若移走+Q及AB边上的细棒，则O点强度大小为（k为静电力常量）（不考虑绝缘棒及+Q之间的相互影响）（ ）
A. 
B. 
C. 
D. 
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如下图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、交流电源和________．
(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是________．
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________．
A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线
(4)图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA＝5.65 cm，OB＝7.12cm，OC＝8.78cm，OD＝10.40 cm，OE＝11.91cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm＝____m/s（结果保留两位有效数字）.
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】已知如图，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点．静止时A、B相距为d．为使平衡时AB间距离减为
，可采用以下哪些方法（ ）
A. 将小球A、B的质量都增加到原来的2倍
B. 将小球B的质量增加到原来的8倍
C. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半
D. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com