【題目】如圖,在區(qū)域I中有方向水平向右的勻強電場,在區(qū)域II中有方向豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為 B=0.5T;兩區(qū)域中的電場強度大小相等,E=2V/m;兩區(qū)域足夠大,分界線豎直。一可視為質(zhì)點的帶電小球用絕緣細線拴住靜止在區(qū)域I中的A點時,細線與豎直方向的夾角為45°。現(xiàn)剪斷細線,小球開始運動,經(jīng)過時間t1=1s從分界線的C點進入?yún)^(qū)域II,在其中運動一段時間后,從D點第二次經(jīng)過 B分界線,再運動一段時間后,從H點第三次經(jīng)過分界線,圖中除A點外,其余各點均未畫出,g=10m/s2,求:

(1)小球到達C點時的速度v;

(2)小球在區(qū)域II中運動的時間t2;

(3)CH之間的距離d。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】試題分析:(1)對小球靜止時受力分析,求出重力與電場力的合力,剪斷細線后,小球在重力與電場力的作用下,沿合力方向做初速度為零的勻加速直線運動,由牛頓第二定律求出加速度,由速度公式求出到達C點的速度;(2)由第一問分析得出電場力與重力大小相等,故小球進入?yún)^(qū)域中做勻速圓運動,由洛倫茲力提供向心力,求出周期和圓心解,即可求出在區(qū)域運動的時間;(3)小球從D點再次進入?yún)^(qū)域時做類平拋運動,結(jié)合幾何知識即可求解C、H之間的距離d.

(1)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時,受力分析如圖所示:

由圖可知小球帶正電,設(shè)電場與重力的合力為F,則有:

剪斷細線后,小球所受電場力與重力不變,小球?qū)⒆龀跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本運動

由牛頓第二定律得:F=ma

解得:

則小球達到C點的速度為

21可知, ,則有:

故小球在區(qū)域中做勻速圓運動

則有: ,解得:

則周期

則小球從CD的時間為:

3小球從D點再次進入?yún)^(qū)域時,速度大小為v,方向與重力和電場力的合力垂直,故小球做類平拋運動,設(shè)從DH所用的時間為其運動軌跡如圖所示:

則沿DP方向做勻速運動,則有:

PH方向做初速度為零的勻加速運動,則有:

由幾何關(guān)系知:DP=PH

聯(lián)立解得: ,

DH=40m

,又由(2

所以

練習(xí)冊系列答案
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【題目】兩塊完全相同的金屬板平行放置,構(gòu)成一平行板電容器,與它相連接的電路如圖所示。則:

A. 電容器所帶的電荷量是指兩極板所帶電荷量的代數(shù)和

B. 閉合S后電容器充電過程充電電流逐漸增大

C. 保持S接通,在兩極板間插入一塊電介質(zhì),則極板所帶電荷量減小

D. 斷開S,減小兩極板間的距離,則兩極板間的電勢差減小

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【題目】如圖所示,質(zhì)量為的小球由輕繩a和b分別拴在一個“L”形桿上的A點和C點,當(dāng)輕桿繞軸BC以角速度勻速轉(zhuǎn)動時,小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,繩a豎直,繩b水平,當(dāng)小球運動到圖示位置時,繩b被燒斷且桿停止轉(zhuǎn)動,則

A小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運動

Ba繩中張力突然增大

C小球可能做平拋運動

D小球可能在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)做圓周運動

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【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組采用如圖所示甲的裝置來驗證物體的加速度與合外力的關(guān)系。實驗室提供的器材有:氣墊導(dǎo)軌、滑塊(左端裝有遮光板,總質(zhì)量為m)、光電門(配接數(shù)字計時器)、米尺、游標(biāo)卡尺、鐵架臺。實驗中,用米尺測得導(dǎo)軌頂端A與光電門所在位置B的距離為LA、B之間的高度為h。

(1)接通氣源,讓滑塊從A端由靜止開始沿氣墊導(dǎo)軌向下運動,讀出遮光板通過光電門的時間為t,若遮光板的寬度用d表示,則滑塊運動到B點時的速度v=___________,下滑過程的加速度a=________,所受合外力F=__________(用題目所給物理量的字母表示)。

(2)實驗中,保持滑塊質(zhì)量不變,而且保證滑塊每次都從導(dǎo)軌的頂點A由靜止釋放,改變木板左端的高度,重復(fù)上面的實驗,可得到多組ht的測量值,做出________(選填)的圖像,如果圖像是線性的,便可驗證質(zhì)量一定時,加速度與合外力成正比。

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【題目】如圖所示A、B質(zhì)量分別為mA=1kgmB=2kg,AB間用彈簧連接著,彈簧彈性系數(shù)k=100N/m,輕繩一端系在A上,另一端跨過定滑輪,B為套在輕繩上的光滑圓環(huán),另一圓環(huán)C固定在桌邊,BC擋住而靜止在C上,若開始時作用在繩子另一端的拉力F為零,此時A處于靜止且剛沒接觸地面,F(xiàn)用恒定拉力F=15N拉繩子,恰能使B離開C但不能繼續(xù)上升,不計摩擦且彈簧沒超過彈性限度,g=10m/s2:

1B剛要離開CA的加速度,

2)若把拉力F改為F/=30N,則B剛要離開C時,A的速度大小。

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【題目】兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上,其中A為均勻帶電絕緣環(huán),B為導(dǎo)體環(huán).當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動的角速度發(fā)生變化時,B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流,則( )

A. A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小 B. A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大

C. A可能帶負電且轉(zhuǎn)速減小 D. A可能帶負電且轉(zhuǎn)速增大

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【題目】20174221223分,距地面393公里的太空軌道,天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室順利完成自動交會對接,為不久后的推進劑在軌補加即“太空加油”打下良好基礎(chǔ)。若天舟一號飛船與天宮二號均繞地球的中心O做半徑為r、逆時針方向的勻速圓周運動,地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g,則

A. 天舟一號飛船的線速度大小為

B. 天舟一號飛船從圖示位置運動到天宮二號所在位置所需時間為

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D. 天舟一號飛船繞地球運動的線速度大于第一宇宙速度

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【題目】火車轉(zhuǎn)彎時,如果鐵路彎道的內(nèi)、外軌一樣高,則外軌對輪緣(如圖1Z4甲所示)擠壓的彈力F提供了火車轉(zhuǎn)彎的向心力(如圖乙所示),但是靠這種辦法得到向心力,鐵軌和車輪極易受損.在修筑鐵路時,彎道處的外軌會略高于內(nèi)軌(如圖丙所示),當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時,內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的擠壓,設(shè)此時的速度大小為v,重力加速度為g,以下說法中正確的是(  )

A. 該彎道的半徑R

B. 當(dāng)火車質(zhì)量改變時,規(guī)定的行駛速度也將改變

C. 當(dāng)火車速率大于v時,外軌將受到輪緣的擠壓

D. 當(dāng)火車速率小于v時,外軌將受到輪緣的擠壓

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A. 電阻R1兩端的電壓減小,減小量等于U

B. 電壓表示數(shù)變化量U和電流表示數(shù)變化I的比值不變

C. 電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I的比值不變

D. 電容器的帶電量減小,減小量大于CU

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