【题目】如图甲所示,直角坐标系xOy中,第二象限内有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度E=1N/C,第一象限内有垂直坐标平面的交变磁场,磁场方向垂直纸面向外为正方向.在x轴上的点A(-2m,0)处有一发射装置(没有画出)沿y轴正方向射出一个比荷q/m=100C/k的带正电的粒子(可视为质点且不计重力),该粒子以v0的速度进人第二象限,从y轴上的点C(0,4m)进入第一象限.取粒子刚进人第一象限的时刻为t=0时刻,第一象限内磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化.(g=10m/s)求:
(1)初速度v0大小;
(2)粒子出磁场时的位置坐标。
【答案】(1)20m/s(2)D(9m,0).
【解析】试题分析:粒子在第二象限内做类平抛运动,应用类平抛运动规律可以求出粒子的初速度;粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,应用牛顿第二定律求出粒子的轨道半径,作出粒子运动轨迹,然后求出粒子离开磁场时的位置坐标。
粒子在第二象限内做类平抛运动,在x方向有:
在y方向有:
联立并代入数据解得:
(2)粒子在C点与y轴正向夹角为θ,速度为,
速度方向为:
联立并代入数据解得:θ=30°,
联立并代入数据解得: =40m/s
粒子在第一象限内做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,
由牛顿第二定律得:
代入数据解得:
粒子在磁场中做圆周运动的周期:
粒子在磁场中的运动轨迹如图所示::
粒子在运动的第四个半圆的过程中从D点出磁场: ,DE=2rcos30°,
根据几何关系得:OD=9m
所以粒子第一次出磁场的点的位置坐标为D(9m,0)。
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【题目】如图所示,一水平放置的矩形线圈abed在磁场N极附近竖直自由下落,保持bc正在纸外,ad边在纸内,由图中的位置I经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,这三个位置都靠得很近,在这个过程中,绕圈中感应电流的方向是
A. 沿a→b→c→d的方向流动
B. 沿d→c→b→a的方向流动
C. 由I到Ⅱ是沿a→b→c→d的方向流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿d→c→b→a的方向流动
D. 由I到Ⅱ是沿d→c→b→a的方向流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿a→b→c→d的方向流动
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【题目】(多选)质量为m的物体静止在倾角为 的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离L,如图所示,物体m相对斜面静止,则下列说法中正确的是( )
A. 重力对物体m做正功
B. 合力对物体m做功为零
C. 摩擦力对物体m做功为-mgLsincos
D. 支持力对物体m做功为mgLsincos
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【题目】如图所示,一质量为m,电荷量为q的带正电绝缘体物块位于高度略大于物块高的水平宽敞绝缘隧道中,隧道足够长,物块上、下表面与隧道上、下表面间的动摩擦因数均为μ.整个空间存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.现给物块水平向右的初速度比,空气阻力忽略不计,物块电荷量不变,则整个运动过程中,物块克服阻力做功可能为
A. 0 B.
C. D.
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【题目】某班物理研究性学习小组想测量某导电溶液的电阻率,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极(接触电阻不计),两电极相距L=0.700m,玻璃管的内径为4.000mm,其间充满待测的导电溶液.实验所用器材如下:
电压表(量程15V,内阻约30kΩ);
电流表(量程300μA,内阻约50Ω);
滑动变阻器(100Ω,0.1A);
电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω);
单刀单掷开关一个;
导线若干.
(1)该小组先用欧姆表粗测溶液电阻,他们先选择欧姆×100挡,测量结果如图1所示,为了使读数更精确些,接下来要进行的步骤________。
A.换为×10挡,重新测量
B.换为×1k挡,重新测量
C.换为×10挡,先欧姆调零再测量
D.换为×1k挡,先欧姆调零再测量
(2)根据欧姆表的粗测结果及可供选择的器材,学习小组设计了实验电路,下表是他们实验测量的数据.
U/V | 0 | 1.0 | 3.0 | 5.0 | 7.0 | 9.0 | 11.0 |
I/μA | 0 | 22 | 65 | 109 | 155 | 175 | 240 |
由以上信息,你认为该研究小组设计的电路图是以下选项中的__________,并根据电路图将图2甲实物图连线补充完整_________.
(3)表中数据在坐标图中已描点,请你在图2乙上作出U-I图象______,并根据图象求出电阻R=______Ω(保留两位有效数字).
(4)计算导电溶液的电阻率测量值ρ=___________Ω·m(保留两位有效数字).
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【题目】如图所示,空间存在一匀强电场,平行实线为该电场等势面,其方向与水平方向间的夹角为30°,AB与等势面垂直,一质量为m,电荷量为q的带正电小球,以初速度v0从A点水平向右抛出,经过时间t小球最终落在C点,速度大小仍是v0,且AB=BC,重力加速度为g,则下列说法中正确的是
A. 电场方向沿A指向B
B. 电场强度大小为
C. 小球下落高度
D. 此过程增加的电势能等于
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【题目】某同学要测量一均匀材料制成的圆柱形导体的电阻率ρ,步骤如下:
(1)用刻度尺测量其长度为L=60.15mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图,由图可知其直径为D=________mm;
(3)先用欧姆表粗测该导体的电阻值,选择“×1”档,进行欧姆调零后,测量时表盘示数如图,该电阻阻值R=________Ω;
(4)现用伏安法更精确地测量其电阻R,要求测量数据尽量精确,可供该同学选用的器材除开关、导线、待测圆柱形导体的电阻R外还有:
A.电压表V (量程0~15 V,内阻未知)
B.电流表A1(量程0~200 mA,内阻r1= 6 Ω)
C.电流表A2(量程0~3 A,内阻r2= 0.1 Ω)
D.滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流2 A)
E.滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流0.5 A)
F.定值电阻R3(阻值等于2 Ω)
G.电源E(E=12V,内阻不计)
①实验中除了选择器材A、F、G外,电流表应选择 _____,滑动变阻器应选择_____(填写器材前面的字母);
②请画出实验电路图_____________;
③某次测量中,所选择的电流表和电压表的读数为I、U,该电阻R= _____________(用题中物理量的字母表示);
(5)该同学经多次测量,计算出圆柱形导体的电阻率ρ。
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【题目】如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B,一根质量为m的金属杆(电阻忽略不计)从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm,则( )
A. 如果 B 增大,vm将变大
B. 如果 m 变小,vm将变大
C. 如果 R 变小,vm将变大
D. 如果 α 增大,vm将变大
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【题目】如图所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆于磁感应强度为B的匀强磁场中.现给圆环向左的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度﹣时间图象可能是中的( )
A. B. C. D.
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