【题目】如图所示,在竖直平面内,水平x轴的上方和下方分别存在方向垂直纸面向外和方向垂直纸面向里的匀强磁场,其中x轴上方的匀强磁场磁感应强度大小为B1,并且在第一象限和第二象限有方向相反.强弱相同的平行于x轴的匀强电场,电场强度大小为E1,已知一质量为m的带电小球从y轴上的A(0,L)位置斜向下与y轴负半轴成60O角射入第一象限,恰能做匀速直线运动.
(1)判定带电小球的电性,并求出所带电荷量q及入射的速度大小;
(2)为使得带电小球在x轴下方的磁场中能做匀速圆周运动,需要在x轴下方空间加一匀强电场,试求所加匀强电场的方向和电场强度的大小;
(3)在满足第(2)问的基础上,若在x轴上安装有一绝缘弹性薄板,并且调节x轴下方的磁场强弱,使带电小球恰好与绝缘弹性板碰撞两次后从x轴上的某一位置返回到x轴的上方(带电小球与弹性板碰撞时,既无电荷转移,也无能最损失,并且入射方向和反射方向的关系类似光的反射),然后恰能匀速直线运动至y轴上的A(0,L)位置,求:弹性板的最小长度及带电小球从A位置出发返回至A位置过程中所经历的时间.
【答案】:(1)小球带负电, ,入射的速度大小为;
(2)匀强电场的方向竖直向下; E1;
(3); .
【解析】(1)小球在第一象限中的受力分析如图所示,所以带电小球的电性为负电,
mg=qE1tan60°
又:qE1=qvB1cos60°
即:
(2)小球若在x轴下方的磁场中做匀速圆周运动,必须使得电场力与重力二力平衡,即应施加一竖直向下的匀强电场,
且电场强度大小满足:qE=mg
即E=E1
(3)要想让小球恰好与弹性板发生两次碰撞,并且碰撞后返回x轴上方空间匀速运动到A点,则其轨迹应该如图所示,且由几何关系可知:3PD=2ON
联立上述方程解得:PD=DN=L;R=
L
设在x轴下方的磁场磁感应强度为B,则满足:qvB=m;
从N点运动到C点的时间为:
联立上式解得:
由几何关系可知: =cos60°
在第一象限运动的时间t1和第二象限中运动的时间t2相等,且:
所以带电小球从A点出发至回到A点的过程中所经历的总时间为:t总=t+t1+t2
联立上述方程解得:
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】在探究“加速度与力和质量的关系”实验时,某老师对传统实验进行了改进,其实验操作如下:
①如图1所示,先将沙和沙桶通过滑轮悬挂于小车一端,调节平板的倾角θ,使小车沿斜面向下做匀速直线运动,测出沙和沙桶的总质量m;
②保持平板倾角θ不变,去掉沙和沙桶,小车即在平板上沿斜面向下做匀加速直线运动,通过纸带测量其加速度a;
③保持小车质量M不变,多次改变沙和沙桶的总质量m,每次重复①②两步操作,得到小车加速度与合力的关系;
④多次改变小车的质量,进行适当的操作,得到小车加速度和质量的关系.
(1)在上述实验操作过程中,以下说法正确的是_______
A.可以用电池盒给打点计时器供电
B.应在小车开始运动后再接通打点计时器的电源
C.要保持细绳与平板平行
D.应让小车从靠近定滑轮处开始运动
(2)在操作①中若打了一条如图2所示的纸带,已知纸带左端为连接小车处,则应将平板的倾角适当_______(选填“增大”或“减小”)些;
(3)在操作②中,小车所受的合力大小等于_______(用题中所给定的字母以及重力加速度g表示);
(4)在本实验中_______(选填“需要”或“不需要”)满足沙和沙桶的质量远小于小车的总质量;在操作④中,每次改变小车质量后,_______(选填“需要”或“不需要”)重新调节平板的倾角.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核,它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆,两圆的直径之比为7:1,如图所示,那么碳14的衰变方程为( )
A. B.
C. D.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】伽利略为了研究自由落体运动的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,如图所示,对于这个研究过程,下列说法正确的是( )
A. 斜面实验放大了重力的作用,便于测量小球运动的路程
B. 斜面实验“冲淡”了重力的作用,便于运动速度的测量
C. 通过对斜面实验的观察与计算,直接得到自由落体运动的规律
D. 根据斜面实验结论进行合理的外推,得到自由落体的运动规律
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,一价氢离子()和二价氦离子()的混合体,经同一加速电场U1同时加速后,垂直射入同一偏转U2电场中,偏转后,打在同一荧光屏上,(不计它们之间的作用力和重力)则它们( )
A. 同时到达屏上同一点 B. 先后到达屏上同一点
C. 同时到达屏上不同点 D. 先后到达屏上不同点
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】(多选)如图所示,一斜面的倾角为,现将一质量为的物块置于斜面上并与斜面固定在一起,现在斜面以下列选项中的不同运动方式运动的时候,说法正确的是
A. 当斜面向右匀速移动距离时,则斜面对物块做了功
B. 当斜面向上匀速移动距离时,则斜面对物块做功为
C. 若斜面向左以加速度移动距离,则斜面对物块做功为
D. 若斜面向下以加速度移动距离,则斜面对物块做功为
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】(多选)如图所示,质量均为m的物体A、B、C放在光滑水平面上并用细绳a、b连接,将拉力F作用在A上,可以使三物体一起在水平面上运动,若在B上放一个质量为m0的小物体D后,还是将拉力F作用在A上,D可以随B一起运动而不掉下来,则下列说法中正确的是
A. 细绳a上增大的拉力一定等于细绳b上减小的拉力
B. 细绳a上减小的拉力一定等于细绳b上增大的拉力
C. 细绳a上的拉力变化前后的比值只与拉力F的大小有关,与各物体的质量大小无关
D. 细绳a上的拉力变化前后的比值与拉力F的大小无关,只与各物体的质量大小有关
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】甲、乙两汽车均以20m/s的速度在公路上沿同方向正常行驶,乙车因遇到突发事件需紧急停车,其刹车时的加速度为10m/s2,停下1分钟后,又以5m/s2的加速度启动到正常行驶速度,则乙车因停车而延误的时间和因停车而落后甲车的距离是( )
A. 60s 1200m B. 63s 1260m C. 66s 1320m D. 66s 1200m
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,空间有一正三棱锥OABC,点A'、B'、C'分别是三条棱的中点。现在顶点O处固定一正点电荷,下列说法中正确的是( )
A. A'、B'、C'三点的电场强度相同
B. △ABC所在平面为等势面
C. 将一正试探电荷从 A'点沿直线 移到B',静电力对该试探电荷先做正功后做负功
D. 若A'点的电势为,A点的电势为 ,则AA'连线中点D处的电势一定小于
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