【題目】如圖所示,在豎直平面xOy內(nèi),在y軸右側存在著豎直向上且E=2N/C的勻強電場,在第一象限內(nèi)存在著垂直紙面向外且B1=0.4T的勻強磁場,第四象限內(nèi)存在著垂直紙面向外且B2=0.8T的勻強磁場。長為L=16m的水平絕緣傳送帶AB以速度v0=4.8m/s順時針勻速轉動,傳送帶左右側輪的半徑R=0.2m,右側輪的圓心坐標是(0h),其中h=7.8m,一個質量為m=2g、電荷量為q=+0.01C的小物塊(不計小物塊的大小,可視為點電荷)輕輕放在傳帶左端,小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.8.小物塊從傳送帶滑下后,經(jīng)過x軸上的P點(圖中未畫出),重力加速度g10m/s2,不考慮空氣阻力及邊界對電場、磁場的影響。求:

(1)小物塊在傳送帶上加速運動的時間;

(2)P點的坐標;

(3)若把傳送帶勻速運行的速率增加到v=16m/s,把一塊擋板MN垂直于x軸放置且下端在x軸上,擋板高為H=8m,正中間有一小孔。為了讓小物塊能穿過擋板上的小孔,求擋板放置的位置與y軸之間的距離。

【答案】(1)3.6s;(2)-3.84,0);(3)

【解析】

1)由題可知,小物塊初速度為零,在傳送帶上水平方向只受摩擦力

由牛頓第二定律可得

μmg=ma

解得

a=8m/s2

所以小物塊加速到與傳送帶共速的時間由v=v0+at

t1=0.6s

加速位移

又因為傳送帶長L=16m

所以勻速運動的位移

x2=L-x1=14.56m

勻速運動的時間

所以運動的總時間為

t=t1+t2=3.6s

2)物體進入第一象限

重力G=mg=0.02N 方向豎直向下

靜電力

F=Eq=0.02N

方向豎直向上

所以重力和靜電力平衡,物體只受洛倫茲力,由

可得

又因為傳送帶左右側輪的半徑R=0.2m,右側輪的圓心坐標高h=7.8m

所以物體在第一象限運動半個圓周后從Y軸上的y=3.2m處水平射出,做平拋運動,物體的運動軌跡如圖

所以由

t3=0.8s

x=vt3=3.84m

所以P點坐標為(-3.84,0

3)講速度增加至v=16m/s,物塊在傳送帶上加速運動,由(1)得,加速度a=8m/s2

所以當物體和傳送帶共速時的位移由

加速位移

x=16m

所以物體進入復合場的初始速度v′=16m/s

由由

r1=8m

物體在第一象限運動軌跡為四分之一圓周,垂直于x軸進入第四象限,在第四象限中的半徑

r2=4m

所以物體運動的軌跡如圖

為了讓小物塊能穿過擋板上的小孔,所以由幾何關系可得

n=0,1,23……

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】實驗小組要測定一個電源的電動勢E和內(nèi)阻r。已知待測電源的電動勢約為5V,可用的實驗器材有:

待測電源;

電壓表V1(量程03V;內(nèi)阻約為3kΩ);

電壓表V2(量程06V;內(nèi)阻約為6kΩ);

定值電阻R1(阻值2.0Ω);

滑動變阻器R2(阻值020.0Ω);

開關S一個,導線若干。

1)實驗小組的某同學利用以上器材,設計了如圖甲所示的電路,M、N是電壓表,P、Q分別是定值電阻R1或滑動變阻器R2,則P應是_________(選填R1R2)。

2)按照電路將器材連接好,先將滑動變阻器調節(jié)到最大值,閉合開關S,然后調節(jié)滑動變阻器的阻值,依次記錄M、N的示數(shù)UM、UN。

3)根據(jù)UMUN數(shù)據(jù)作出如圖乙所示的關系圖像,由圖像得到電源的電動勢E=_________V,內(nèi)阻r=_________Ω。(均保留2位有效數(shù)字)

4)由圖像得到的電源的電動勢值_________(選填大于、小于、等于)實際值。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學用如圖所示的實驗電路描繪一電阻的伏安特性曲線,所用實驗器材如下:

A.待測電阻(2.5V1.2W)

B.電流表A(00.6A,內(nèi)阻為1)

C.電壓表V(03V,內(nèi)阻約3)

D.滑動變阻器(010,額定電流1A)

E.電源(E=3V,內(nèi)阻r=1)

F開關一個,導線若干

(1)該同學測得實驗數(shù)據(jù)如下,其中I是電流表的示數(shù),U是電壓表的示數(shù),是待測電阻兩端的實際電壓,請通過計算先補出表格中最后一格的數(shù)值________,然后在坐標系中通過描點畫出待測電阻的伏安特性曲線___________(為縱坐標,I為橫坐標).

I/A

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.48

U/V

0.25

0.40

0.60

0.90

1.25

1.85

2.50

3.00

UR/V

0.10

0.20

0.35

0.60

0.90

1.45

2.05

(2)該同學將本實驗中的待測電阻與一定值電阻串聯(lián)起來,接在本實驗提供的電源兩端,則消耗的功率是_________W。(結果保留兩位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示為某同學研究物體加速度與力和質量關系的實驗裝置示意圖,圖乙是該裝置的俯視圖。兩個相同的小車,放在水平桌面上,前端各系一條輕細繩,繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤,盤里可放砝碼。兩個小車通過細繩用夾子固定,打開夾子,小盤和砝碼牽引小車同時開始做勻加速直線運動,閉合夾子,兩小車同時停止運動。實驗中平衡摩擦力后,可以通過在小盤中增減砝碼來改變小車所受的合力,也可以通過增減小車中的砝碼來改變小車的總質量。該同學記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示,則下列說法中正確的是( 。

實驗次數(shù)

小車1總質量 m1/g

小車2總質量 m2/g

小車1受合力F1/N

小車2受合力F2/N

小車1位移x1/cm

小車2位移x2/cm

1

250

250

0.10

0.20

20.1

39.8

2

250

250

0.10

0.30

15.2

44.5

3

250

250

0.20

0.30

19.8

30.8

4

250

500

0.10

0.10

20.0

39.7

5

300

400

0.10

0.10

20.3

15.1

6

300

500

0.10

0.10

30.0

18.0

A.研究小車的加速度與合外力的關系可以利用12、3 三次實驗數(shù)據(jù)

B.研究小車的加速度與小車總質量的關系可以利用2、36三次實驗數(shù)據(jù)

C.對于合外力相同的情況下,小車質量越大,小車的加速度越小的結論,可以由第1次實驗中小車1的位移數(shù)據(jù)和第6次實驗中小車2的位移數(shù)據(jù)進行比較得出

D.通過對表中數(shù)據(jù)的分析,可以判斷出第4次實驗數(shù)據(jù)的記錄不存在錯誤

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示是某同學探究加速度與力的關系的實驗裝置。他在氣墊導軌上安裝了一個光電門B,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連,力傳感器可直接測出連接滑塊的細繩中的拉力,傳感器下方懸掛鉤碼,每次都將滑塊從A處由靜止釋放,氣墊導軌摩擦阻力很小可忽略不計,由于遮光條的寬度很小,可認為遮光條通過光電門時速度不變。

1)實驗時,該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d=______mm。然后他將滑塊從A位置由靜止釋放,并測量釋放時遮光條到光電門的距離L,由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間,則滑塊的加速度大小表達式為______(用題中所給的符號表示)

2)實驗時,一定要保證的條件或進行的操作是______(多選)

A.使滑塊質量遠大于鉤碼和力傳感器的總質量

B.測出鉤碼的重力

C.將氣墊導軌調節(jié)水平

D.使細線與氣墊導軌平行

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點場強的強弱。如圖甲是等量異種點電荷形成電場的電場線,圖乙是場中的一些點:O是兩電荷連線的中點,EF是連線中垂線上相對O對稱的兩點,BCA、D也相對O對稱。則( 。

A.EO、F三點比較,三點電勢相同

B.A、D兩點場強相同

C.EO、F三點比較,O點場強最弱

D.B、O、C三點比較,O點場強最強

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在水平粗糙地面上,使同一物體由靜止開始做勻加速直線運動,第一次是斜向上拉, 第二次是斜下推,兩次力的作用線與水平方向的夾角相同,力的大小也相同,位移大小也相同,則

A. F對物體做的功相同,合力對物體做的總功也相同

B. F對物體做的功相同,合力對物體做的總功不相同

C. F對物體做的功不相同,合力對物體做的總功相同

D. F對物體做的功不相同,合力對物體做的總功也不相同

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷釋放的光子,照射某種金屬,結果有兩種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應。已知氫原子處在n=12、3、4能級時的能量分別為、、,能級圖如圖所示。下列判斷正確的是(

A.能使金屬發(fā)生光電效應的兩種光子的能量分別為、

B.金屬的逸出功一定滿足關系:<<

C.這群氫原子能發(fā)出6種頻率不同的光,其中從n=4躍遷到n=3所發(fā)出的光波長最長

D.用能量為10.3MeV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有三只燈泡L1L2L3,輸電線的等效電阻為R,原線圈接有一個理想的電流表,電源電壓大小不變.開始時開關S接通,當S斷開時,以下說法正確的是

A. 原線圈兩端P、Q間的輸入電壓減小

B. 等效電阻R上消耗的功率變大

C. 原線圈中電流表示數(shù)變小

D. 燈泡L1L2變亮

查看答案和解析>>

同步練習冊答案