【題目】如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運(yùn)動的簡化模型示意圖。在Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi),存在兩個場強(qiáng)大小均為E的勻強(qiáng)電場I和II,兩電場的邊界均是邊長為L的正方形,電子的電量為e(不計電子所受重力)。
(1)在該區(qū)域AB邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電子, 求電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標(biāo)。
(2)在電場I區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子,電子恰能從ABCD區(qū)域左下角D處離開,求所有釋放點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
(3)在滿足(2)的情況下,粒子從釋放點(diǎn)出發(fā)到達(dá)D點(diǎn)所需的最短時間是多少。
【答案】(1)(-2L,) (2), xy=,(3)=
【解析】
(1)此問分為兩個過程,一是在電場Ⅰ區(qū)域的加速運(yùn)動,運(yùn)用能量的關(guān)系可求出加速后的速度;二是在電場Ⅱ區(qū)域內(nèi)的偏轉(zhuǎn),運(yùn)用類平拋的知識可求出偏轉(zhuǎn)距離,從而得到電子離開ABCD區(qū)域的位置;
(2)首先設(shè)出釋放點(diǎn)的坐標(biāo),在運(yùn)用在電場I中的加速和在電場II中的類平拋運(yùn)動,計算出表示xy的乘積的方程,滿足此式的點(diǎn)即為符合要求的點(diǎn)。
(1) 設(shè)電子的質(zhì)量為m,電量為e,在電場I中釋放后將做出速度為零的勻加速直線運(yùn)動,出區(qū)域I時的速度為v0,接著進(jìn)入電場II做類平拋運(yùn)動,假設(shè)電子從CD邊射出,出射點(diǎn)縱坐標(biāo)為y,對電子的整個運(yùn)動過程運(yùn)用動能定理和勻變速直線運(yùn)動公式有:
以上兩式聯(lián)立解得: ,所以原假設(shè)成立,即電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標(biāo)為;
(2) 設(shè)釋放點(diǎn)在電場區(qū)域I中,其坐標(biāo)為(x,y),在電場I中電子被加速到v1,然后進(jìn)入電場II做類平拋運(yùn)動,并從D點(diǎn)離開,有:
以上兩式聯(lián)立解得:,即在電場I區(qū)域內(nèi)滿足方程的點(diǎn)即為所求位置;
(3)粒子在電場區(qū)域I中運(yùn)動的時間為:
解得:
粒子出電場區(qū)域I時的速度
粒子在無電場區(qū)域做勻速直線運(yùn)動的時間為:;
粒子在電場區(qū)域II的時間為:
也可寫成:
即
聯(lián)立;
由數(shù)學(xué)知識可知:。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律時,對打出的一條紙帶進(jìn)行研究,從O點(diǎn)開始每5個打點(diǎn)作為一個計數(shù)點(diǎn)(中間4個打點(diǎn)未畫出,電源頻率為50赫茲),計數(shù)點(diǎn)分別為A、B、C、D、E,該同學(xué)已求出各計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度,其數(shù)值見下表。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
計數(shù)點(diǎn) | A | B | C | D | E |
速度/() | 0.70 | 0.91 | 1.10 | 1.30 | 1.49 |
(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)在所給的坐標(biāo)紙中作出小車的圖線(計數(shù)點(diǎn)O點(diǎn)為計時起點(diǎn),適當(dāng)標(biāo)出橫、縱坐標(biāo)刻度)。
(2)計數(shù)點(diǎn)O對應(yīng)的速度為 m/s,加速度為 m/s2。(保留3位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,有兩個穿著溜冰鞋的人站在冰面上,當(dāng)其中一個人A從背后輕輕推另一個人B的時,兩人都會運(yùn)動,如圖所示。關(guān)于A、B間的相互作用力,下列說法中正確的是( )
A. A對B的作用力在先,B對A的作用力在后
B. B對A的作用力大小等于A對B的作用力大小
C. B對A的作用力和A對B的作用力是性質(zhì)相同的力
D. A對B的作用力和B對A的作用力是一對平衡力
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】有一種電荷控制式噴墨打印機(jī)的打印頭的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。其中墨盒可以噴出極小的墨汁微粒,此微粒經(jīng)過帶電室后以一定的初速度垂直射入偏轉(zhuǎn)電場,再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后打到紙上,顯示出字符。不必考慮墨汁的重力,為了使打在紙上的字跡縮小,下列措施可行的是( )
A.減小墨汁微粒的質(zhì)量 B.減小墨汁微粒所帶的電荷量
C.增大偏轉(zhuǎn)電場的電壓 D.增大墨汁微粒的噴出速度
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】要測繪一個標(biāo)有“3V 0.6W”小燈泡的伏安特性曲線,要求燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V,并便于操作。已選用的器材有:
直流電源(電壓為4V);
電流表(量程為0—0.6A.內(nèi)阻約0.2);
電壓表(量程為0--3V);
電鍵一個、導(dǎo)線若干。
①實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的_______(填字母代號)。
A.滑動變阻器(最大阻值10,額定電流1A)
B.滑動變阻器(最大阻值1k,額定電流0.3A)
②(1)為了設(shè)計合理的實驗方案,某同學(xué)用多用電表來粗略測量電壓表的內(nèi)阻,表盤讀數(shù)及開關(guān)選擇檔位,如下圖所示,則其阻值約為 ;測量時多用電表的紅表筆應(yīng)接電壓表的 (填正或者負(fù))接線柱。
(2)選出既滿足實驗要求,又要減小誤差的實驗電路圖________。
下圖為某同學(xué)在實驗過程中完成的部分電路連接的情況,請你幫他完成其余部分的線路連接。(電路中僅缺少2條導(dǎo)線,請用筆代替導(dǎo)線連上)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上,在水平力F作用下,經(jīng)時間t,通過位移L后,動量變?yōu)镻、動能變?yōu)镋k.若上述過程F不變,物體的質(zhì)量變?yōu)?/span>,以下說法正確的是( )
A. 經(jīng)過時間2t,物體動量變?yōu)?P B. 經(jīng)過位移2L,物體動量變?yōu)?P
C. 經(jīng)過時間2t,物體動能變?yōu)?Ek D. 經(jīng)過位移2L,物體動能變?yōu)?Ek
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,第Ⅰ象限有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,第Ⅳ象限有垂直紙面向里勻強(qiáng)磁場,Ⅰ、Ⅳ磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,一帶正電粒子以初速度從y軸上的P點(diǎn)進(jìn)入第Ⅰ象限磁場時速度方向與y軸的正方向成45°角,進(jìn)入第Ⅳ象限的磁場時又垂直x軸,已知OP之間的距離為d,(不計粒子重力)求:
(1)帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑;
(2)帶電粒子從進(jìn)入磁場到第二次經(jīng)過x軸,在磁場中運(yùn)動的總時間;
(3)帶電粒子的比荷。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,abcd為固定的水平光滑矩形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為L,左右兩端接有定值電阻和,,整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計導(dǎo)軌與棒的電阻兩根相同的輕質(zhì)彈簧甲和乙一端固定,另一端同時與棒的中點(diǎn)連接初始時刻,兩根彈簧恰好處于原長狀態(tài),棒獲得水平向左的初速度,第一次運(yùn)動至最右端的過程中產(chǎn)生的電熱為Q,下列說法中正確的是
A. 初始時刻棒所受安培力的大小為
B. 棒第一次回到初始位置的時刻,的電功率為
C. 棒第一次到達(dá)最右端的時刻,兩根彈簧具有彈性勢能的總量為
D. 從初始時刻至棒第一次到達(dá)最左端的過程中,整個回路產(chǎn)生的電熱大于
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,有一質(zhì)量不計的桿AO,長為R,可繞A自由轉(zhuǎn)動.用繩在O點(diǎn)懸掛一個重為G的物體,另一根繩一端系在O點(diǎn),另一端系在圓弧形墻壁上的C點(diǎn).當(dāng)點(diǎn)C由圖示位置逐漸向上沿圓弧CB移動過程中(保持OA與地面夾角θ不變),OC繩所受拉力的大小變化情況是( 。
A. 逐漸減小 B. 逐漸增大 C. 先減小后增大 D. 先增大后減小
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