【题目】如图所示,在矩形区域CDNM内有沿纸面向上的匀强电场,场强的大小E=1.5×105 V/m;在矩形区域MNGF内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.2 T.已知CD=MN=FG=0.60 m,CM=MF=0.20 m.在CD边中点O处有一放射源,沿纸面向电场中各方向均匀地辐射出速率均为v0=1.0×106 m/s的某种带正电粒子,粒子质量m=6.4×10-27 kg,电荷量q=3.2×10-19 C,粒子可以无阻碍地通过边界MN进入磁场,不计粒子的重力.求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)边界FG上有粒子射出磁场的范围长度;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间.(后两问结果保留两位有效数字)
【答案】(1)0.2 m(2)0.43 m(3)2.1×10-7 s
【解析】
试题分析:(1)电场中由动能定理得:
由题意知,代入数据得
v=2×106 m/s
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,,解得.
(2)设粒子沿垂直于电场方向射入时,出电场时水平位移为x,则由平抛规律得:
解得
离开电场时,合速度与水平速度的夹角有.
由题意可知,PS⊥MN,沿OC方向射出粒子到达P点,为左边界,垂直MN射出的粒子与边界FG相切于Q点,Q为右边界,QO″=r,轨迹如图.
范围长度为.
(3)根据周期公式,由分析可知,OO′方向射出的粒子运动时间最长,设FG长度为L
带电粒子在磁场中运动的最大圆心角为120°,对应的最长时间为
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【题目】滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离,重力对他做功为2000J,物体克服阻力做功100J.则物体的( )
A.机械能减小了100JB.动能增加了2100J
C.重力势能减小了1900JD.重力势能增加了2000J
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【题目】关于电流下列说法正确的是( )
A. 规定负电荷定向移动的方向为电流的方向
B. 电流的单位是伏特
C. 1mA=1000A
D. 电源在电路中的作用是保持导体两端有电压,使导体中有持续的电流
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【题目】两只完全相同的电流表,分别改成一只电流表和一只电压表,一位同学不小心做实验时误将两只表串起来连接在电路中,则两只表的指针可能出现下列哪种现象 ( )
A.两表的指针都不偏转
B.两表指针偏转角度相同
C.两表指针都偏转,电流表的指针偏转角度大得多
D.两表指针都偏转,电压表的指针偏转角度大得多
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【题目】对于金属导体,还必须满足下列哪一个条件才能在导体中产生恒定的电流?( )
A.有可以自由移动的电荷 B.导体两端有电压
C.导体内存在电场 D.导体两端加有恒定的电压
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【题目】在“匀变速直线运动的实验探究”中,打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,记录小车做变速运动的纸带,如图所示,在纸带上选择A~F六个计数点,相邻两计数点之间还有四个点没有画出。纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米的刻度尺,0刻度线跟计数点A对齐。
(1)由图可以读出B、D、F三个计数点到A点的距离sB、sD、sF,请将测量值填入下表中:
(2)计算小车在打计数点C时的瞬时速度为 _ m/s,打计数点E时的瞬时速度为___ m/s;
(3)小车在打计数点C和E这段时间间隔内的平均加速度为________ m/s2。
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【题目】在加速上升的电梯中,下列说法正确的是
A.电梯中的人处于失重状态
B.电梯中的人不受重力作用
C.电梯中的人处于超重状态
D.电梯中的人不会出现超重或失重现象
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【题目】猎狗能以最大速度v1=10m/s持续地奔跑,野兔只能以最大速度v2=8m/s的速度持续奔跑。一只野兔在离洞窟x1=200m处的草地上玩耍,猎狗发现野兔后径直朝野兔追来。兔子发现猎狗时,与猎狗相距x2=60m且猎狗速度已达最大,兔子立即掉头跑向洞窟。设猎狗、野兔、洞窟总在同一直线上,求:
(1)野兔必须在多长时间内回到洞窟才能保证安全;
(2)野兔的加速度至少要多大才能保证安全回到洞窟。
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