【題目】如圖,在xOy坐標(biāo)系的第一象限的三角形區(qū)域AOD內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn)0以初速度v0垂直于AD射入磁場,已知A的坐標(biāo)為(0, a),D的坐標(biāo)為(3a,0)。
(1)欲使粒子能夠再次經(jīng)過x軸上的OD段,求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值;
(2)在第四象限另有一矩形磁場,在第(1)問中磁感應(yīng)強(qiáng)度取最小值的情況下,粒子經(jīng)過x軸后立即進(jìn)入該矩形磁場,然后恰好從D點(diǎn)離開該磁場返回到第一象限,求該磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和磁場的最小面積。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)粒子進(jìn)入磁場后的軌跡圓與磁場邊界相切時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,如圖;
設(shè)此時(shí)粒子的軌道半徑為R,有:R=acos30°=1.5a
由qvB=m
得Bmin=
(2)如圖所示,粒子進(jìn)入第四象限矩形磁場區(qū)域的速度方向與+x方向成60°角斜向下,
由題意,當(dāng)CD為矩形的一條邊且軌跡圓(圓心為O′′)恰好與CD的對應(yīng)邊相切時(shí),該磁場有最小面積;
據(jù)幾何關(guān)系,有OC=R= ,CD=3a-
粒子在矩形磁場區(qū)域運(yùn)動(dòng)的半徑
由
解得
矩形磁場的最小寬度:d=r-rcos600=0.5r
解得矩形磁場的最小面積:
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】自行車的大齒輪、小齒輪、后輪是相互關(guān)聯(lián)的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部分(如圖),行駛時(shí)( )
A. 大齒輪邊緣點(diǎn)比小齒輪邊緣點(diǎn)的線速度大
B. 后輪邊緣點(diǎn)比小齒輪邊緣點(diǎn)的角速度大
C. 大齒輪邊緣點(diǎn)與小齒輪邊緣點(diǎn)的向心加速度之比等于它們半徑的反比
D. 后輪邊緣點(diǎn)與小齒輪邊緣點(diǎn)的向心加速度之比等于它們半徑的反比
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示的扇形區(qū)域,A.B是1/3圓弧的兩個(gè)端點(diǎn),D是圓弧的中點(diǎn),圓弧的圓心為O、 半徑為r,AB與OD相交于C點(diǎn),電荷量均為Q的兩個(gè)正點(diǎn)電荷分別固定于A、B點(diǎn)。關(guān)于這兩個(gè)電荷形成的電場(靜電力常量為k),下列說法正確的是:
A. O、C、D三點(diǎn)的電勢相等
B. C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為
C. D點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為
D. 若在O點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)試探正點(diǎn)電荷(僅考慮所受電場力),該電荷將在OD間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖甲所示,當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí),橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí),使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致.每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出.
(1)為消除摩擦力對本實(shí)驗(yàn)的影響,應(yīng)該將木板的______(填“左”或“右”)端稍為抬高.平衡摩擦?xí)r,小車是否要拖著紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行?______(填“是”或“否”)
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的,如圖乙所示.為了測量小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的
________部分進(jìn)行測量(根據(jù)下面所示的紙帶回答,并用字母表示).
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【題目】如圖所示,可看作質(zhì)點(diǎn)的小物體位于半徑為R的半球頂端,若給小物體以水平速度時(shí),小物體對球頂恰好無壓力,則( )
A. 物體將沿著球面做圓周運(yùn)動(dòng)
B. 物體落地時(shí)速度與水平方向成
C. 物體落地時(shí)水平位移為2R
D. 物體落地時(shí)速度大小為
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【題目】粒子回旋加速器的工作原理如圖所示,置于真空中的D形金屬盒的半徑為R,兩金屬盒間的狹縫很小,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與金屬盒盒面垂直,高頻交流電的頻率為f,加速電壓為U,若中心粒子源S處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+e,在加速器中被加速,不考慮相對論效應(yīng),則下列說法正確的是( )
A. 不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f,該加速器也可加速粒子
B. 加速的粒子獲得的最大動(dòng)能隨加速電壓U的增大而增大
C. 質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過2Rf
D. 質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過D形盒狹縫后軌道半徑之比為2:1
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【題目】如圖所示,一個(gè)小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從離B點(diǎn)高H=12m處,由靜止開始通過光滑弧形軌道AB,進(jìn)入半徑R=4m的豎直圓環(huán),且滑塊與圓環(huán)動(dòng)摩擦因數(shù)處處相等.當(dāng)?shù)竭_(dá)環(huán)頂C時(shí),剛好對軌道壓力為零:沿CB圓弧滑下后,進(jìn)入光滑弧形軌道BD,且到達(dá)離B點(diǎn)高h的D點(diǎn)時(shí),速度為零.則h不可能為( 。
A. 12m B. 9m C. 8.5m D. 7m
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【題目】某實(shí)驗(yàn)小組想測量木板對木塊的摩擦力所做的功,裝置如圖1所示,一木塊放在粗糙的水平長木板上,左側(cè)拴有一細(xì)線,跨過固定在木板邊緣的滑輪與重物連接,木塊右側(cè)與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連,長木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。實(shí)驗(yàn)時(shí),木塊在重物牽引下向左運(yùn)動(dòng),重物落地后,木塊繼續(xù)向左做勻減速運(yùn)動(dòng),圖2給出了重物落地后打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,系列小黑點(diǎn)是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已用刻度尺測量出來,如圖2所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50Hz,不計(jì)紙帶與木塊間的作用力。
(1)可以判斷紙帶的 ______ (左或右)端與木塊連接。
(2)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)木塊的速度:vA= ______ m/s,vB= ______ m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)要測量在AB段木板對木塊的摩擦力所做的功WAB,還應(yīng)測量的物理量是 ______ 。(填入物理量前的字母)
A.木板的長度 l
B.木塊的質(zhì)量m1
C.木板的質(zhì)量m2
D.重物質(zhì)量m3
E.木塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t
(4)在AB段,木板對木塊的摩擦力所做的功的關(guān)系式WAB= ______ .(用vA、vB和第(3)問中測得的物理量的字母表示)
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【題目】如圖所示,兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)軌的左端串接—個(gè)電阻R,在導(dǎo)軌上有一個(gè)質(zhì)量為m的金屬棒MN,它的電阻為r,與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。金屬棒MN在水平向右的恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)的過程中,恒力做功的最大功率為P,金屬棒MN的最大加速度為a,求:
(1)金屬棒MN的最大速度;
(2)當(dāng)金屬棒的加速度是a/3時(shí),電阻R上的電熱功率。
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