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【题目】如图所示,间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连,平行导轨间距为L。一根导体棒ab与导轨垂直且以速度v0沿导轨向右匀速运动,棒的右侧存在一个垂直纸面向里,大小为B的匀强磁场。当棒进入磁场时,粒子源P释放一个初速度为零的带负电的粒子,已知带电粒子的质量为m(重力不计)、电量为q。粒子经电场加速后从M板上的小孔O穿出。在板的上方,有一个环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。已知外圆半径为2d,内圆半径为d,两圆的圆心与小孔重合,求:

(1)粒子到达M板的速度大小v;

(2)若粒子不能从外圆边界飞出,则环形区域内磁感应强度最小为多少?

【答案】(1) (2)

【解析】试题分析:由右手定则判断ab棒产生的感应电动势方向,分析M、N两板的电性,即可判断带电粒子的电性;由公式E=BLv求出棒ab产生的感应电动势,MN板间电压就等于此感应电动势,根据动能定理求粒子到达M板的速度v。

解:(1) 根据右手定则知,a端为正极,故带电粒子必须带负电

ab棒切割磁感线,产生的电动势

对于粒子,由动能定理

得粒子射出电容器的速度为

(2) 要使粒子不从外边界飞出,则粒子最大半径时的轨迹与外圆相切,如图

由几何关系有:(2d-r)2=r2+d2

由洛仑兹力等于向心力,有:

解得:

点晴:本题是电场加速、磁场偏转和电磁感应的组合,根据动能定理求加速获得的速度,磁场中画轨迹等等都常规方法,关键要抓住各个过程之间的内在联系

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】abc三个物体在同一条直线上运动,它们的位移时间图像如图所示,图像c是一条抛物线,坐标原点是抛物线的顶点,下列说法中正确的是(  )

A. ab两物体都做匀速直线运动,两个物体的速度相同

B. ab两物体都做匀变速直线运动,两个物体的加速度大小相等,方向相反

C. 物体c一定做变速曲线运动

D. 05 s内,当t5 s时,ab两个物体相距最远

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【题目】如图所示,纸面内有一以ABCD为顶点的正方形区域,其中心O处有一带电荷量为Q的正点电荷,EF分别为AB边和AD边的中点,则在该电荷产生的电场中

A. ABCD四点处的电场强度相同

B. AEB三点间的电势差满足UAE =UEB

C. AF两点处的电场强度大小之比为12

D. 电子在C处时的电势能大于在F处的电势能

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【题目】为测量一未知电源的电动势和内阻,某同学设计了如图甲所示电路,电路中所用到的器材规格如下

待测电源:电动势约为5V,内阻约为几十欧姆

定值电阻:R0=10Ω

定值电阻R1:有两种规格可供选择,阻值分别为1kΩ3kΩ

电阻箱R2:0~9999Ω

电压表:量程0~3V,内阻RV=3kΩ

开关、导线若干

(1)为了减小测量误差,定值电阻R1应该选用的规格为________________

(2)根据电路图连接电路,闭合开关后,将电阻箱的阻值由零开始逐渐调大,记录下若干组电阻箱R2和电压表的读数;

(3)该同学将得到的数据在坐标系中描点连线,得到如图乙所示直线,直线与纵轴的截距为b=0.4,斜率k=8.0,则可求得电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。(结果均保留2位有效数字)

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【题目】图所示为一列沿着x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图。已知这列波的波速v=5.0m/s。下列说法正确的是 ( )

A. 这列波的频率f=1.0Hz

B. 经过一个周期,x=0.5m处的质点沿着x轴正向运动的距离为1.0m

C. t=0t1=0.4s时间内,x=0.5m处的质点通过的路程是20cm

D. t=0时刻,x=0.5m处的质点正在沿着y轴负方向运动

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【题目】如图甲所示为一列简谐横波在t=2s时的波形图,图乙为这列波上P点的振动图像,下列说法正确的是( )

A. 该横波向右传播,波速为0.4m/s

B. t=2s时,Q点的振动方向为y轴负方向

C. r=2st=7s内,P质点沿x轴向右平移2.0m

D. t=2st=7s内,Q质点通过的路程为30cm

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【题目】用如图所示的装置可以验证动量守恒定律.

(1)实验中质量为的入射小球和质量为的被碰小球的质量关系是_______(选填“大于”、“等于”、“小于”)

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的投影实验时,先让入射小球多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP然后,把被碰小球静置于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上S位置静止释放,与小球相碰,并多次重复本操作.接下来要完成的必要步骤是______.(填选项前的字母)

A.用天平测量两个小球的质量

B.测量小球开始释放的高度h

C.测量抛出点距地面的高度H

D.分别通过画最小的圆找到相碰后平均落地点的位置MN

E.测量平抛射程OMON

(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为____________________________(2)中测量的量表示);

(4)经过测定,,小球落地的平均位置距O点的距离如图所示.若用长度代表速度,则两球碰撞前总动量之和为_______g·cm,两球碰撞后总动量之和为_______g·cm.

(5)用如图装置也可以验证碰撞中的动量守恒,实验步骤与上述实验类似.图中DEF到抛出点B的距离分别为若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_______

A.

B.

C.

D.

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【题目】某同学用如图所示的装置,研究细绳对小车的拉力做功与小车动能变化的关系。通过改变动滑轮下所挂钩码的个数可以改变细绳对小车的拉力,实验所用钩码质量均为m。

(1)关于本实验,下列说法正确的是_________

A.实验时,小车应靠近打点计时器,先释放小车后,再接通电源,打出一条纸带,同时记录弹簧秤的示数

B.本实验不需要平衡摩擦力

C.实验过程中,动滑轮和所挂钩码所受的重力等于弹簧秤示数的2

D.实验中不需要满足所挂钩码的总质量远小于小车的质量

(2)某次实验时,所挂钩码的个数为2个,记录的弹簧秤示数为F,小车质量为M,所得到的纸带如图所示,相邻计数点间的时间间隔为T,两相邻计数点间的距离分别为S1、S2、S3、S4,该同学分析小车运动过程中的BD段,在操作正确的情况下应该有等式_____________成立。

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【题目】建筑工人为了方便将陶瓷水管由高处送到低处,设计了如图所示的简易滑轨,两根钢管互相平行斜靠、固定在墙壁上,把陶瓷水管放在上面滑下。实际操作时发现陶瓷水管滑到底端时速度过大,有可能摔坏,为了防止陶瓷水管摔坏,下列措施可行的是

A. 在陶瓷水管内放置砖块

B. 适当减少两钢管间的距离

C. 适当增加两钢管间的距离

D. 用两根更长的钢管,以减小钢管与水平面夹角

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