【題目】如下圖所示,在平面內(nèi),有一半徑為R=L的圓形區(qū)域,圓心O1對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)為,圓與x軸交于A、C兩點(diǎn).除圓形區(qū)域內(nèi)無(wú)磁場(chǎng),在y軸與直線之間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在圓心O1處有一粒子源,發(fā)射同種粒子,粒子的質(zhì)量為,電荷量為+q,粒子從粒子源O1出發(fā)垂直磁場(chǎng)在紙面內(nèi)向各個(gè)方向射出,不計(jì)粒子重力,并且從磁場(chǎng)返回圓形邊界的粒子均被吸收掉,問(wèn):
(1)求能從右邊界(即直線)射出的粒子其最小速率為多少,并求出該粒子從O1出發(fā)時(shí)與x軸正方向的夾角。
(2)要使粒子垂直于的邊界射出磁場(chǎng),求該粒子的最小速率為多少。
【答案】(1) 30° (2)
【解析】(1)分析可知,以相同速率從O1點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心的軌跡在虛線圓上,如下圖所示;
設(shè)能從直線x=2L邊界出去的粒子的速度大小為v1,則
qv1B=m
從圖中可知,速度最小是從D點(diǎn)飛出,則
解得,
最小速度為,
對(duì)應(yīng)角度θ為,
θ=30°
所以以最小速度飛出的粒子的速度方向是斜向右下方與x軸正方向的夾角為30°
粒子垂直于直線x=2L邊界出去,作出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如
設(shè)粒子的
設(shè)粒子的速度方向是斜向右下方與x軸正方向的夾角為α,粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r2,則 Lcosα+ r2sinα=L
令
上式得,
當(dāng)α+φ=90°時(shí), r2最小,解得:r2=L
qv2B=m
方法二:利用數(shù)學(xué)知識(shí)為點(diǎn)O1到直線距離,得出O3位置在D點(diǎn)時(shí)r2最小,同樣求出r2=L,同樣得分.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波向右傳播,在其傳播的路徑上每隔L=0.1m選取一個(gè)質(zhì)點(diǎn),如圖(甲)所示,t=0時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)1,并立即開始向上振動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間Δt=0.3s,所選取的1-9號(hào)質(zhì)點(diǎn)間第一次出現(xiàn)如圖(乙)所示的波形,則下列判斷中正確的是( )
A. t=0.3s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)1向上運(yùn)動(dòng)
B. t=0.3s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)8向下運(yùn)動(dòng)
C. t=0至t=0.3s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)5運(yùn)動(dòng)的時(shí)間只有0.2s
D. 該波的周期為0.2s,波速為4m/s
E. 該波的周期為0.3s,波速為2.67m/s
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),從P點(diǎn)平行直線MN射出的a、b兩個(gè)帶電粒子,它們從P點(diǎn)射出開始計(jì)時(shí)到第一次到達(dá)直線MN所用的時(shí)間相同,到達(dá)MN時(shí)速度方向與MN的夾角分別為600和900,不計(jì)重力以及粒子間的相互作用力,則兩粒子速度大小之比va:vb為( )
A. 2:1
B. 3:2
C. 4:3
D. :
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一含有理想變壓器的電路如圖甲所示,圖中理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1,電阻R1和R2的阻值分別為3 Ω和1 Ω,電流表、電壓表都是理想交流電表,a、b輸入端輸入的電流如圖乙所示, 下列說(shuō)法正確的是( )
A. 電流表的示數(shù)為
B. 電壓表的示數(shù)為
C. 0~0.04s內(nèi),電阻R1產(chǎn)生的焦耳熱為0.24J
D. 0.03s時(shí),通過(guò)電阻R1的電流為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,利用氣墊導(dǎo)軌來(lái)研究功能關(guān)系,在氣墊導(dǎo)軌的左端固定一輕質(zhì)彈簧,導(dǎo)軌上有一滑塊A緊靠彈簧,但不連接,滑塊A上固定有擋光片,滑塊連同擋光片的質(zhì)量為m=0.5kg。
(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊A上的擋光片的寬度,讀數(shù)如圖乙所示,則寬度d=_______cm。
(2)將輕彈簧一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè),為了調(diào)整導(dǎo)軌水平,可以在圖甲上適當(dāng)位置再增加一個(gè)光電門,打開氣源,調(diào)節(jié)裝置,然后水平輕推滑塊,通過(guò)觀察調(diào)整至通過(guò)兩個(gè)光電門的時(shí)間____即可。
(3)撤掉靠近彈簧一個(gè)光電門后,用力水平將滑塊A向左推,壓緊彈簧,釋放后,滑塊A上的擋光片通過(guò)光電門的時(shí)間為,則可知彈簧對(duì)滑塊所做的功為___________(用題中所給字母表示)
(4)也可以用該裝置測(cè)量彈簧的勁度系數(shù)。用滑塊壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量x,釋放滑塊,記錄滑塊通過(guò)光電門的時(shí)間并計(jì)算出速度v.
(5)重復(fù)(4)中的操作,得到v與x的關(guān)系圖像如圖丙所示,由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為______。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】“跳跳鼠”是很多小朋友喜歡玩的一種玩具(圖甲),彈簧上端連接腳踏板,下端連接跳桿(圖乙),人在腳踏板上用力向下壓縮彈簧,然后彈簧將人向上彈起,最終彈簧將跳桿帶離地面。
A. 不論下壓彈簧程度如何,彈簧都能將跳桿帶離地面
B. 從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng),彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為人的動(dòng)能
C. 從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng),人一直向上加速運(yùn)動(dòng)
D. 從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng),人的加速度先減小后增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,離子源在源源不斷地產(chǎn)生正離子(質(zhì)量為m,電量為q),離子由離子源飛出時(shí)的速度可以忽略不計(jì),離子離開離子源后進(jìn)入一加速電壓為U0的加速電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極板M、N正對(duì)且板間距為d,極板長(zhǎng)L=d,緊挨偏轉(zhuǎn)極板右側(cè)空間有一寬度L=d的長(zhǎng)條形區(qū)域,區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的兩板間接一周期為T的變化電壓,如圖乙所示。離子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速后從兩板中央垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),已知離子穿越偏轉(zhuǎn)極板過(guò)程所用時(shí)間非常短,可認(rèn)為在這段時(shí)間內(nèi)加在M、N板上的電壓不變。不計(jì)離子的重力以及離子間的相互作用力。求:
(1)離子剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0多大;
(2)在一個(gè)周期內(nèi),有離子從偏轉(zhuǎn)極板射出的時(shí)間為多少;
(3)為使從偏轉(zhuǎn)極板射出的離子不從磁場(chǎng)的右邊界射出,磁感應(yīng)強(qiáng)度至少為多大。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某水電站,用總電阻為2.5Ω的輸電線輸電給500km外的用戶,其輸出電功率是3×106kW,現(xiàn)用500kV電壓輸電,則下列說(shuō)法正確的是
A. 輸電線上輸送的電流大小為2.0×105A
B. 輸電線上由電阻造成的損失電壓為15kV
C. 若改用5kV電壓輸電,則輸電線上損失的功率為9×108kW
D. 輸電線上損失的功率為,U為輸電電壓,r為輸電線的電阻
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在正方形abcd區(qū)域內(nèi),O點(diǎn)是cd邊的中點(diǎn).一個(gè)帶正電的粒子僅在磁場(chǎng)力的作用下,從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi),經(jīng)過(guò)時(shí)間t0剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng).現(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點(diǎn)沿紙面以與Od成30°角的方向,以大小不同的速率射入正方形內(nèi),粒子重力不計(jì),那么下列說(shuō)法中正確的是( 。
A. 若該帶電粒子從ab邊射出,它經(jīng)歷的時(shí)間可能為t0
B. 若該帶電粒子從bc邊射出,它經(jīng)歷的時(shí)間可能為
C. 若該帶電粒子從cd邊射出,它經(jīng)歷的時(shí)間為
D. 若該帶電粒子從ad邊射出,它經(jīng)歷的時(shí)間可能為
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