【題目】12分)如圖所示,水平地面上有一輛固定有豎直光滑絕緣管的小車,管的底部有一質(zhì)量m=0.2g、電荷量q=8×10-5C的小球,小球的直徑比管的內(nèi)徑略。诠芸谒谒矫MN的下方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1= 15T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN面的上方還存在著豎直向上、場(chǎng)強(qiáng)E=25V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)讓小車始終保持v=2m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng),以帶電小球剛經(jīng)過場(chǎng)的邊界PQ為計(jì)時(shí)的起點(diǎn),測(cè)得小球?qū)軅?cè)壁的彈力FN隨高度h變化的關(guān)系如圖所示.g10m/s2,不計(jì)空氣阻力.求:

1)小球剛進(jìn)入磁場(chǎng)B1時(shí)的加速度大小a;

2)絕緣管的長(zhǎng)度L

3)小球離開管后再次經(jīng)過水平面MN時(shí)距管口的距離

【答案】12m/s221m3)(m

【解析】試題分析:(1)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,豎直方向小球受重力和恒定的洛倫茲力f1,故小球在管中豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度設(shè)為a,由牛頓第二定律

2)由小球?qū)軅?cè)壁的彈力FN隨高度h變化的圖象知,在小球運(yùn)動(dòng)到管口時(shí),FN2.4×103N,設(shè)v1為小球豎直分速度及由v1使小球受到的洛倫茲力,則

由水平方向平衡知,

解得

由豎著方向小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)=1m

3)小球離開管口進(jìn)入復(fù)合場(chǎng),其中qE2×103N,mg2×103N

故電場(chǎng)力與重力平衡,小球在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合速度MN45°角,m/s軌道半徑為R,此時(shí)洛倫茲力充當(dāng)向心力

小球離開管口開始計(jì)時(shí),到再次經(jīng)過

MN所通過的水平距離由幾何關(guān)系得

對(duì)應(yīng)時(shí)間

小車運(yùn)動(dòng)距離為x2,m

△x= x1- x2=m

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為2L,將彈簧豎直放置在水平地面上,在其頂端將一質(zhì)量為的物體由靜止釋放,當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí),彈簧長(zhǎng)度為L,F(xiàn)將該彈簧水平放置,如圖乙所示。一端固定在A點(diǎn),另一端與物塊P接觸但不連接。AB是長(zhǎng)度為5L的水平軌道,B端與半徑為L的光滑半圓軌道BCD相切,半圓的直徑BD在豎直方向上。物塊PAB間的動(dòng)摩擦因數(shù),用外力推動(dòng)物塊P,將彈簧壓縮至長(zhǎng)度為L處,然后釋放P,P開始沿軌道運(yùn)動(dòng),重力加速度為。

(1)求當(dāng)彈簧壓縮至長(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí)的彈性勢(shì)能;

(2)若P的質(zhì)量為,求物塊離開圓軌道后落至AB上的位置與B點(diǎn)之間的距離;

(3)為使物塊P滑上圓軌道后又能沿圓軌道滑回,求物塊P的質(zhì)量取值范圍。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩根粗細(xì)均勻、重力不計(jì)的橡皮筋L1、L2的一端分別連接于A、B兩點(diǎn),另一端與一小球相連,小球靜止時(shí),L1與豎直方向的夾角為θL2保持水平,此時(shí)兩根橡皮筋的長(zhǎng)度相等。已知兩根橡皮筋的勁度系數(shù)相等,橡皮筋的彈力與形變量成正比,重力加速度為g,則(

A. L1的原長(zhǎng)比L2的原長(zhǎng)短

B. 兩根橡皮筋的形變量相等

C. 剪短L1的瞬間,小球的加速度大小為g

D. 剪短L2的瞬間,小球的加速度大小為gtanθ

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某一物體做直線運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間變化的v-t圖象如圖所示。下列說法正確的是 ( )

A. t=36s時(shí),物體速度的方向發(fā)生了變化

B. 0-44s內(nèi),bc段對(duì)應(yīng)的加速度最大

C. 36s-44s內(nèi),物體的加速度為-6m/s2

D. 36s-44s內(nèi),物體的位移為192m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1)用螺旋測(cè)微器測(cè)出待測(cè)導(dǎo)線的直徑,如圖所示,則螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為______mm;

2)在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,提供的器材有:

A.干電池一節(jié)

B.電流表(量程1A)

C.電壓表(量程3V)

D.開關(guān)S和若干導(dǎo)線

E.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10Ω,允許最大電流1A)

F滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值100Ω,允許最大電流0.5A)

G.滑動(dòng)變阻器R3(最大阻值1000Ω,允許最大電流0.1A)

3)按圖甲所示電路測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,為了方便操作,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______(填R1、R2R3).

4)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,讀取電壓表和電流表的的示數(shù).用同樣方法測(cè)量多組數(shù)據(jù),將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)標(biāo)在如圖乙所示的坐標(biāo)圖中,請(qǐng)作出UI圖線,由此求得待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=______V,內(nèi)電阻r =______Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(5)所得內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比_____(填偏大、偏小相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,虛線是用實(shí)驗(yàn)方法描繪出的某一靜電場(chǎng)的一簇等勢(shì)線及其電勢(shì)的值,一帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下飛經(jīng)該電場(chǎng)時(shí),恰能沿圖中的實(shí)線從A點(diǎn)飛到C點(diǎn),則下列判斷正確的是( )

A.粒子一定帶負(fù)電

B.粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在C點(diǎn)的電勢(shì)能

C.A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)

D.粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功大于從B點(diǎn)到C點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。

1)應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是下圖中的________(選填)。

2)除備有電流表(00.6 A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干,還備有以下器材:

A.電壓表(015 V

B.電壓表(03 V

C.滑動(dòng)變阻器(020Ω

D.滑動(dòng)變阻器(0500Ω

實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用______;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______。(選填相應(yīng)器材前的字母)

3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示,其中5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖4的坐標(biāo)紙上,請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn),并畫出UI圖線________

4)根據(jù)U—I圖線求得:干電池的電動(dòng)勢(shì)E=______V,內(nèi)電阻r=________Ω。(結(jié)果保留兩位小數(shù))

5)實(shí)驗(yàn)中,隨著滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng),電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會(huì)發(fā)生變化。下圖的各示意圖中正確反映PU關(guān)系的是________。

A B

C D

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】國(guó)家重大科學(xué)工程項(xiàng)目“EAST超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置”實(shí)現(xiàn)了電子溫度超過5000萬度、持續(xù)時(shí)間達(dá)102秒的超高溫長(zhǎng)脈沖等離子體放電,這是國(guó)際托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置上電子溫度達(dá)到5000萬度持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的等離子體放電。該成果在未來聚變堆研究中具有里程碑意義,標(biāo)志著我國(guó)在穩(wěn)態(tài)磁約束聚變研究方面繼續(xù)走在國(guó)際前列。“EAST”部分裝置的簡(jiǎn)化模型:要持續(xù)發(fā)生熱核反應(yīng),必須把溫度高達(dá)幾百萬攝氏度以上的核材料約束在半徑分別為的兩個(gè)同心圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi),等離子體只在半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)反應(yīng),環(huán)形區(qū)域存在著垂直于截面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。假設(shè)約束的核聚變材料只有氕核()和氘核(),已知氕核()的質(zhì)量為,電量為,兩個(gè)同心圓的半徑滿足,只研究在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的核子,不考慮核子間的相互作用,中子和質(zhì)子的質(zhì)量差異以及速度對(duì)核子質(zhì)量的影響。

1)兩個(gè)氘核()結(jié)合成一個(gè)氦核()時(shí),要放出某種粒子,同時(shí)釋放出能量,寫出上述核反應(yīng)方程;

2)核聚變材料氕核()和氘核()具有相同的動(dòng)能,為了約束從反應(yīng)區(qū)沿不同方向射入約束區(qū)的核子,求環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B滿足的條件;

3)若環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,氕核()從圓心O點(diǎn)沿半徑方向以某一速度射入約束區(qū),恰好經(jīng)過約束區(qū)的外邊界,求氕核()運(yùn)動(dòng)的周期T。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,平面直角坐標(biāo)系xOyx軸水平向右,y軸豎直向下,將一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向以某一初速度向著一光滑固定斜面拋出,小球運(yùn)動(dòng)到斜面頂端a點(diǎn)時(shí)速度方向恰好沿斜面向下,并沿O,斜面滑下。若小球沿水平方向的位移和速度分別用xvx表示,沿豎直方向的位移和速度分別用yvy表示,則在小球從O點(diǎn)到余斜面底端b點(diǎn)的過程中,以上四個(gè)物理量隨時(shí)間變化的圖象可能是

A. B. C. D.

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