【题目】如图所示,一个质量为m = 2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1电压加速后,以=1.0×104m/s水平进入两平行金属板间的偏转电场中,其板长L = 20cm,两板间距d=cm,进入磁场时速度偏离原来方向的角度=30°, 磁场宽度D=cm,则
A.加速电场U1 = 100V
B.两金属板间的电压U2为200V
C.为使微粒不从磁场右边射出,该匀强磁场的磁感强度B至少为0.2T
D.若匀强磁场的磁感强度合适,带电微粒可以回到出发点
【答案】AC
【解析】
A.带电微粒在加速电场加速运动的过程,根据动能定理得:
qU1=mv2
代入数据得:U1 = 100V,故A正确。
B.带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动。在水平方向微粒做匀速直线运动,水平方向有:
L=vt
带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动,加速度为a,出电场时竖直方向速度为v2;竖直方向:
vy=at
得:
由速度分解关系得:
联立以上两式解得:U2=100V,故B错误。
C.带电微粒进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设微粒轨迹恰好与磁场右边相切时半径为R,如图所示:
由几何关系知:
R+Rsin30°=D
设微粒进入磁场时的速度为v′,则有:
由洛伦兹力提供向心力得:
代入数据解得:B=0.2T,所以带电粒子不射出磁场右边,磁感应强度B至少为0.2T,故C正确。
D.带电微粒从磁场左边界射出时与磁场边界成斜向下,进入电场后,在竖直方向被加速,水平方向匀速,不可能达到出发点,故D错误。
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【题目】如图所示,MN、PQ是两条水平、平行放置的光滑金属导轨,导轨的右端接理想变压器的原线圈,变压器的副线圈与R=20Ω电阻组成闭合回路,变压器的原副线圈匝数之比,导轨宽L=1m。质量m=2kg、电阻不计的导体棒ab与MN、PQ之间夹角为53°,在水平外力F作用下,从t=0时刻开始在磁场内往复运动,其速度随时间变化的规律是。垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度B=2T,导轨、导线和线圈电阻均不计。已知sin53°=0.8,求:
(1)ab棒中产生的电动势的表达式;
(2)电阻R上的电热功率P;
(3)从t=0到t1=0.05s的时间内,外力F所做的功。
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【题目】沪杭高铁是连接上海和杭州的现代化高速铁路,现已进入试运行阶段,试运行时的最大时速达到了413.7公里,再次刷新世界纪录。沪杭高速列车在一次试运行中由A站开往B站,A、B车站间的铁路为直线。技术人员乘此列车从A车站出发,列车从启动匀加速到360km/h,用了250s时间,在匀速运动了10分钟后,列车匀减速运动,经过5分钟后刚好停在B车站。
(1)求此高速列车启动、减速时的加速度;
(2)求A、B两站间的距离;
(3)画出该高速列车的v—t图像。
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【题目】如图所示,间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为R的电阻连接导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒,金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q。下列说法正确的是()
A. 金属棒在导轨上做匀减速运动
B. 整个过程中金属棒克服安培力做功为
C. 整个过程中金属棒在导轨上发生的移为
D. 整个过程中电阻R上产生的焦耳热为
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【题目】某单位应急供电系统配有一小型发电机,该发电机内的矩形线圈面积为S = 0. 2m2、电阻为r=5.0,线圈所处的空间是磁感应强度为B=T的匀强磁场,发电机正常供电时线圈的转速为 r/min,如图所示是配电原理示意图,理想变压器原副线圈的匣数比为5 : 2,R1=5.0、R2 = 5.2,电压表、电流表均为理想电表,系统正常运作时电流表的示数为I=10 A,交流电压表的示数为700V,则下列说法中正确的是
A.线圈匣数为N=100匝
B.灯泡的工作电压为272V
C.变压器输出的总功率为2720W
D.若负载电路的灯泡增多,发电机的输出功率会增大
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【题目】某同学用图甲所示的装置完成了“验证机械能守恒定律”的实验.
(1)首先利用20分度的游标卡尺测出了小球的直径,其示数如图乙所示,该示数为____cm;
(2)将该小球由光电门1的正上方无初速度释放,先后通过光电门1、2,通过电脑显示的时间分别为、,若小球的直径为,该小组的同学测出两光电门之间的距离为,重力加速度大小用g表示,若小球的机械能守恒,则需要验证的关系式为_________.(用题中所给字母表示)
(3)本题“用小球通过光电门的平均速度表示小球球心通过光电门的瞬时速度”,但从严格意义上讲是不准确的,小球通过光电门的平均速度____(选填“〉”或“<”)小球球心通过光电门的瞬时速度.
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【题目】如图所示,用横截面积为S = 10cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在导热性良好的汽缸内,汽缸平放到光滑的水平面上.轻质弹簧左端与活塞连接,右端固定在竖直墙上.不考虑活塞和汽缸之间的摩擦,系统处于静止状态,此时活塞距离汽缸底部的距离为L0= 18cm,气体的温度为t0=27℃.现用水平力向右缓慢推动汽缸,汽缸向右移动的距离为5cm,当弹簧被压缩x= 2cm后再次静止.已知大气压强为p0=1.0×105Pa.
①求轻质弹簧劲度系数;
②保持推力F不变,升高气体的温度,求汽缸底部到活塞的距离恢复到L0时的温度.
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【题目】足够长的平行金属导轨MN和PK表面粗糙,与水平面之间的夹角为α=,间距为L=1m,垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度为B=2T,M、P间接有阻值为R=2Ω的电阻,质量为m=2kg的金属杆ab垂直导轨放置,其他电阻不计。如图所示,用恒力F沿导轨平面向下拉金属杆ab,使金属杆由静止开始运动,金属杆运动的最大速度为vm=10m/s,2s末金属杆的速度为v1=5m/s,前2s内金属杆的位移为x=8m,求:(重力加速度为g=10m/s2,sin=0.6)
(1)金属杆速度为v1时加速度的大小;
(2)整个系统在前2s内产生的热量。
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【题目】有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶,恰好可以在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,图中虚线表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为,不计阻力,重力加速度为。下列说法中正确的是( )
A.摩托车受到侧壁的支持力为
B.摩托车受到的向心力为
C.越大,摩托车做圆周运动的周期越大
D.越大,摩托车做圆周运动的向心力越大
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