【题目】如图,在x轴上方有平行于纸面的匀强电场,电场强度大小为E,方向与y轴正向成θ=60°角,x轴下方有垂直于纸面向外的有界匀强磁场,磁场的上边界ON与x轴正向成α=15°角,下边界平行于x轴,在电场中M处由静止释放一质量为m、电荷量为q的带负电粒子,经电场加速后,刚好从坐标原点O进入磁场,已知MO=L,当粒子从边界ON上的P点(图中未画出)离开磁场后,再次进入电场,经电场偏转恰好回到O点,不计粒子的重力,求:
(1)粒子进入磁场时的速度大小;
(2)磁场下边界到x轴的最小距离;
(3)粒子先后两次经过O点的时间间隔。
【答案】(1)(2)
(3)
【解析】
(1)粒子从M到O做匀加速直线运动,由动能定理可得,粒子离开电场进入磁场时的速度;
(2)画出粒子的运动轨迹,据粒子在电场中的类平抛运动可出粒子在磁场中运动的半径,由几何关系求出下边界到x轴的最小距离与粒子在磁场中运动半径的关系;
(3)粒子先后两次经过O点中间包含圆周运动、匀速直线运动和类平抛运动,分别求出三段运动的时间,相加后可得粒子先后两次经过O点的时间间隔。
(1)粒子从M到O做匀加速直线运动,由动能定理可得:,解得:粒子进入磁场时的速度
(2)画出粒子在磁场和电场中的运动轨迹如图:
粒子刚好和磁场下边界相切时,磁场下边界到x轴的距离最小
由几何关系得:
粒子从Q点进入电场,做类平抛运动回到O点,则、
解得:、
、
则磁场下边界到x轴的最小距离为
(3)粒子先后两次经过O点中间包含圆周运动、匀速直线运动和类平抛运动三段运动
粒子在磁场中运行四分之三周期,则
粒子离开磁场到再次进入电场过程中做匀速直线运动,由几何关系得:
粒子做直线运动的时间
粒子先后两次经过O点的时间间隔
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【题目】如图所示,A、B为体积可忽略的带电小球,QA=2×10﹣8C,QB=﹣2×10﹣8C,A、B相距3cm.在水平外电场作用下,A、B保持静止,悬线都沿竖直方向.(已知静电力常量K=9×109Nm2/C2),试求:
(1) A、B之间的库仑力。
(2) 外电场的场强大小和方向。
(3) AB中点处O总电场的场强大小和方向。
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【题目】如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上,物块质量为M,到小环的距离为L,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F.小环和物块以速度v向右匀速运动,小环碰到杆上的钉子P后立刻停止,物块向上摆动.整个过程中,物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计,重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A. 物块向右匀速运动时,绳中的张力等于2F
B. 小环碰到钉子P时,绳中的张力大于2F
C. 物块上升的最大高度为
D. 速度v不能超过
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【题目】水上乐园有一个滑水项目深受大家喜爱,如图所示,已知该项目的倾斜滑道的总高度H=6m,倾角θ=37°,倾斜滑道与水平滑道间平滑连接(即游客通过此处时速度大小不变),假设滑道内有水时人与滑道间的动摩擦因数μ1=0.15,无水时人与滑道间的动摩擦因数μ2=0.2.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。
(1)游客从有水的倾斜滑道下滑的加速度大小;
(2)如果游客甲从有水的滑道顶端由静止开始下滑,则他能够在水平滑道内滑行的距离;
(3)乙从无水的滑道顶端下滑,为使自己能和甲滑行的一样远,乙需在滑道顶端获得一个沿滑道向下多大的初速度?
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【题目】某同学利用如图甲所示的装置探究“弹簧弹力做功”.在水平桌面上固定好弹簧和光电门,将光电门与数字计时器(图中未画出)连接。
实验过程如下:
(1)如图乙所示,用游标卡尺测量固定于滑块上的挡光片的宽度d=_________mm;
(2)用滑块把弹簧压缩到距离光电门为x位置,并从静止释放,数字计时器记下挡光片通过光电门所用的时间t,则此时滑块的速度v=_________(用题中符号表示);
(3)多次改变滑块的质量m,重复(2)的操作,得出多组m与v的值。根据这些数值,作出v2-1/m图象,如图丙。根据图象,可求出滑块每次运行x的过程中弹簧对其所做的功为_________;还可求出的物理量是_________;其值为_________。(用题中符号表示,已知重力加速度为g)
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【题目】如图所示,导体棒沿两平行导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形abcd磁场区域,ac垂直于导轨且平行于导体棒,ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反,导轨和导体棒的电阻均不计,下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是(规定电流由M经R到N为正方向,安培力向左为正方向)
A. B.
C.
D.
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【题目】为了节能和环保,一些公共场所用光控开关控制照明系统,光控开关可用光敏电阻控制,如图甲所示是某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线,照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为:勒克斯(lx)。
(1)如图乙所示,电源电动势为3V,内阻不计,当控制开光两端电压上升至2V时控制开光自动启动照明系统。要求当天色渐暗照度降至1.0(lx)时控制开光接通照明系统,则R1=______kΩ。
(2)某同学为了测量光敏电阻在不同照度下的阻值,设计了如图戊所示的电路进行测量,电源(E=3V,内阻未知),电阻箱(0-99999Ω)。实验时将电阻箱阻值置于最大,闭合S1,将S2与1相连,减小电阻箱阻值,使灵敏电流计的示数为I,图丙为实验时电阻箱的阻值,其读数为______kΩ;然后将S2与2相连,调节电阻箱的阻值如图丁所示,此时电流表的示数恰好为I,则光敏电阻的阻值R0=______kΩ(结果保留3位有效数字)。
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【题目】一列简谐横波沿x轴传播,在波的传播方向上有P、Q两质点,两质点在平衡位置的坐标分别为12cm和16cm,图甲为该列简谐波在t=4s时的波形图,图乙是Q质点的振动图像,下列说法正确的是
A. 波长为0.24m
B. 波速为0.04m/s
C. 波的传播方向向左
D. 在4-8s内平衡位置x=16cm的质点通过的路程为8cm
E. 在t=7s时P恰好回到平衡位置
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【题目】如图所示。置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U。若A处粒子源产生的粒子的质量为m,电荷量为+q,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是( )
A. 粒子从磁场中获得能量
B. 粒子从电场中获得能量
C. 粒子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U无关
D. 粒子被电场加速后,运动越来越快,走过半圆的时间越来越短
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