【题目】如图所示,在第一象限有向下的匀强电场,在第四象限有垂直纸面向里的有界匀强磁场.在y轴上坐标为(0,b)的M点,一质量为m,电荷量为q的正点电荷(不计重力),以垂直于y轴的初速度v0水平向右进入匀强电场.恰好从x轴上坐标为(2b,0)的N点进入有界磁场.磁场位于y=-0.8b和x=4b和横轴x、纵轴y所包围的矩形区域内.最终粒子从磁场右边界离开.求:
(1)匀强电场的场强大小E;
(2)磁感应强度B的最大值;
(3)磁感应强度B最小值时,粒子能否从(4b,-0.8b)处射出?画图说明.
【答案】 (1) (2) (3)不能,见解析图
【解析】 (1)粒子在匀强电场中做类平抛运动:
竖直位移为y=b=at2
水平位移为x=2b=v0t
其加速度a=
可得电场强度E=
(2)根据动能定理,设粒子进入磁场时的速度大小为v
有mv2-=qEb
代入E可得v=v0
v与正x轴的夹角θ有cos θ==
所以θ=45°
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,
有qvB=B==
磁场越强,粒子运动的半径越小,从右边界射出的最小半径即从磁场右上角(4b,0)处射出,由几何关系得:rmin==b
可得Bmax=
(3)粒子在磁场中做圆周运动的最大半径为Rmax
则有关系式
解得Rmax=
与磁场下边界相切点为(,),
不能从(4b,-0.8b)处射出
如图:
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【题目】如图所示,绝缘弹簧的下端固定在斜面底端,弹簧与斜面平行,带电小球Q(可视为质点)固定在光滑绝缘斜面上的M点,且在通过弹簧中心的直线ab上。现将与Q大小相冋、带电性也相同的小球P,从直线ab上的N点由静止释放,则小球P从释放到运动至最低点的过程中,有
A. 小球P的速度是先增大后减小
B. 小球P速度最大时所受弹簧弹力与库仑力的合力为零
C. 小球P的动能、重力势能、电势能的总和不变
D. 小球P所受里力和弹力做功的代数和等于电势能的变化量
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【题目】甲、乙两辆汽车从同一起跑线上同时启动,在t = 0到t=t1时间内,它们的速度随时间变化的图象如图所示。则下列说法正确的是
A.甲做直线运动,乙做曲线运动
B.t1时刻,甲、乙两车相遇
C.t1时刻,乙车的加速度大于甲车的加速度
D.0到A时间内,乙车的平均速度大于甲车的平均速度
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【题目】如图所示电路,两个相同的小灯泡A1、A2与电阻R的阻值相同,L为自感系数很大的电感,其直流电阻不计.下列说法正确的是
A. S闭合时,灯A2先亮,稳定后两灯一样亮
B. S闭合时,灯A1后亮,稳定后比A2更亮
C. S由通路断开时,A1会闪亮一下再熄灭
D. S由通路断开时,A2会闪亮一下再熄灭
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【题目】为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈连接,如图所示.己知线圈由a端开始绕至b端,当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转.将磁铁S极从线圈上方向下竖直插入线圈时,发现指针向左偏转.
(1)在图中线圈上画上几匝线圈,以便能看清线圈绕向;
(2)当条形磁铁插入线圈中不动时,指针将指向表盘的____;(选填“左侧”、“右侧”或“中央”)
(3)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离线圈时,指针将指向表盘的______.(选填“左侧”、“右侧”或“中央”)
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【题目】如图所示,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I,线圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B与I成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为IH,与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足:UH=k,式中k为霍尔系数,d为霍尔元件两侧面间的距离。电阻R远大于RL,霍尔元件的电阻可以忽略,则( )
A.霍尔元件前表面的电势低于后表面
B.若电源的正负极对调,电压表将反偏
C.IH与I成正比
D.电压表的示数与RL消耗的电功率成正比
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【题目】如图所示为一种获得高能粒子的装置,环形区域内存在垂直纸面、磁感应强度大小可调的均匀磁场,带电粒子可在环中做圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的距离很近的极板,原来电势均为零,每当带电粒子经过A板准备进入A、B之间时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两板间的电场中得到加速;每当粒子离开B板时,A板电势又降为零,粒子在电场的加速下动能不断增大,而在环形磁场中绕行半径不变。若粒子通过A、B板的时间不可忽略,则能定性反映A板电势U和环形区域内的磁感应强度B随时间t变化的关系的是( )
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【题目】一正方形闭合导线框abcd,边长为0.1m,各边电阻均为1Ω,bc边位于x轴上,在x轴原点O右方有宽为0.2m、磁感应强度为1T的垂直纸面向里的匀强磁场区,如图所示,当线框以恒定速度4m/s沿x轴正方向穿越磁场区过程中,如图所示中,哪一图线可正确表示线框从进入到穿出过程中,ab边两端电势差Uab随位置变化的情况( )
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