【題目】如圖所示,相距為d的平行金屬板M、N間存在勻強電場和垂直紙面向里、磁感應強度為B0的勻強磁場;在xOy直角坐標平面內,第一象限有沿y軸負方向場強為E的勻強電場,第四象限有垂直坐標平面向里、磁感應強度為B的勻強磁場。一質量為m、電荷量為q的正離子(不計重力)以初速度v0沿平行于金屬板方向射入兩板間并做勻速直線運動,從P點垂直y軸進入第一象限,經過x軸上的A點射出電場進入磁場。已知離子過A點時的速度方向與x軸成45°角。求:
(1)金屬板M、N間的電壓U;
(2)離子第一次離開第四象限磁場區(qū)域的位置C(圖中未畫出)與坐標原點的距離OC和從P到C的時間tPAC;
(3)若已知OA=l, 只有第四象限磁場方向反向且大小變化,其他條件均不變,要使正離子無法運動到第二象限,則磁感應強度B大小應滿足什么條件。
【答案】(1)U=B0v0d.(2)+(3)①②或.
【解析】(1)設平行金屬板M、N間勻強電場的場強為E0,則有U=E0d.
因為離子在金屬板方向射入兩板間并做勻速直線運動有qE0=qv0B0.
解得金屬板M、N間的電壓U=B0v0d.
(2) 在第一象限的電場中離子做類平拋運動,有cos 45°=
故離子運動到A點時的速度v=v0
在磁場中洛倫茲力提供向心力有qvB=m
得
如圖所示,由幾何知識可得
又
因此離子第一次離開第四象限磁場區(qū)域的位置C與坐標原點的距離:
又qE=ma, , vy=a t1
解得離子在電場E中運動到A點所需時間
離子在磁場B中運動到C點所需時間
離子從P到C的時間tPAC=+.
(3).①作出粒子剛好能再進入電場的軌跡如圖所示。設此時的軌跡半徑為r,由幾何關系有:
粒子在磁場中的速度:
根據牛頓定第二定律:
聯(lián)立解得: .
要使離子無法運動到第二象限,磁感應強度B的范圍
②作出粒子剛好垂直y軸沿x軸負方向進入第三象限。設此時的軌跡半徑為r,由幾何關系有:
粒子在磁場中的速度:
根據牛頓定第二定律:
聯(lián)解得: .
要使離子無法運動到第二象限,磁感應強度B的范圍.
要使離子無法運動到第二象限,磁感應強度B的范圍或.
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星,a還未發(fā)射,在地球赤道上隨地球表面一起轉動,b處于地面附近近地軌道上正常運動,c是地球同步衛(wèi)星,d是高空探測衛(wèi)星,各衛(wèi)星排列位置如圖所示。則下列說法不正確的是( )
A. a的向心加速度等于重力加速度g
B. c在4h內轉過的圓心角是
C. b在相同時間內轉過的弧長最長
D. d的運動周期有可能是23h
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學做“測勻變速直線運動的加速度”的實驗裝置如圖所示。一小車放在水平長木板上,左側拴有一細軟線,跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連,小車右側與穿過電火花計時器的紙帶相連,在重物牽引下,小車在木板上向左運動。下圖給出了電火花計時器在紙帶上打出的一些計
數點,相鄰的兩個計數點間還有4個點沒畫出,電火花計時器所用的交流電頻率為50Hz。
(1)實驗中,除電火花打點計時器(含紙帶、墨粉紙)、小車、平板、導線、細線及開關外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有_____________。(填選項代號)
A.電壓為4~6V的50Hz交流電源
B.電壓為220V的50Hz交流電源
C.刻度尺
D.停表
E.天平
F.重錘
(2)該同學進行了以下實驗操作步驟,其中錯誤的步驟是_______
A.將打點計時器固定在長木板有滑輪一端,并接好電路
B.將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點計時器的限位孔
C.把一條細繩拴在小車上,細繩跨過定滑輪,下面吊著適當重的鉤碼
D.拉住紙帶,將小車移到靠近打點計時器的一端后,放開紙帶,再接通電源
(3)根據紙帶可以計算各點的瞬時速度及小車加速度,現(xiàn)計算第2點的瞬時速度:
=________m/s, 小車的加速度為=___________m/s2。(結果取三位有效數字)
(4)另一同學利用如圖2所示的裝置測定導軌上滑塊運動的加速度,滑塊上安裝了寬度為d的遮光板.滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門A、B,配套的數字毫秒計(圖中未畫出)記錄了遮光板通過第一個光電門A的時間為△t1,則滑塊通過第一個光電門的速度表達式為vA=______.若已知滑塊通過兩光電門速度分別為vA、vB,兩個光電門A、B間距離為L,則滑塊的加速度表達式為α=______.(用題中字母表示)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時,
(1)如果測定了40次全振動的時間如下圖中秒表所示,則單擺的振動周期是______s。(結果保留3位有效數字)
(2)如果測得的g值偏大,可能的原因是_________(填寫代號)。
A.測擺長時,忘記了加上擺球的半徑
B.擺線上端懸點未固定,振動中出現(xiàn)松動,使擺線長度增加了
C.開始計時時,秒表過早按下
D.實驗中誤將39次全振動次數記為40次
(3)實驗測得的數據后,并在圖中作出T2隨l變化的關系圖像如右上圖所示。根據圖像,可求得當地的重力加速度為_________m/s2。(π=3.14,結果保留3位有效數字)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某種油酸密度為ρ、摩爾質量為M、油酸分子直徑為d,將該油酸稀釋為體積濃度為的油酸酒精溶液,用滴管取一滴油酸酒精溶液滴在水面上形成油膜,已知一滴油酸酒精溶液的體積為V.若把油膜看成是單分子層,每個油分子看成球形,則油分子的體積為,求:
(1)一滴油酸在水面上形成的面積;
(2)阿伏加德羅常數NA的表達式.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在研究下列問題時,可以把汽車看作質點的是:( )
A.研究汽車在通過一座橋梁所用時間 B.研究人在汽車上的位置
C.研究汽車在上坡時有無翻倒的危險 D.計算汽車從南京開往上海的時間
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學設計了一個用電磁打點計時器驗證動量守恒定律的實驗:在小車A的前端粘有橡皮泥,推動小車A使之做勻速直線運動,然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體,繼續(xù)做勻速直線運動.他設計的裝置如圖甲所示.在小車A后連著紙帶,電磁打點計時器所用電源頻率為50 Hz,長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力.
(1)(多選)若已測得打點紙帶如圖乙所示,并測得各計數點間距(已標在圖上).A為運動的起點,則應選________段來計算A碰前的速度.應選________段來計算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”).
(2)(多選)已測得小車A的質量m1=0.4 kg,小車B的質量為m2=0.2 kg,則碰前兩小車的總動量為________ kg·m/s,碰后兩小車的總動量為________ kg·m/s.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】研究兩個小球在軌道水平部分碰撞的規(guī)律(動量守恒定律):先安裝好如圖1實驗裝置,在地上鋪一張白紙.白紙上鋪放復寫紙,記下重錘線所指的位置O.之后的實驗步驟如下:
步驟1:不放小球2,讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下,并落在地面上.重復多次,用盡可能小的圓,把小球的所有落點圈在里面,其圓心就是小球落點的平均位置;
步驟2:把小球2放在斜槽前端邊緣位置B,讓小球1從A點由靜止?jié)L下,使它們碰撞.重復多次,并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置;
步驟3:用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離,即線段OM、OP、ON的長度.
(1)上述實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外,還需要測量的物理量有 ________ .
A.A、B兩點間的高度差h1
B.B點離地面的高度h2
C.小球1和小球2的質量m1、m2
D.小球1和小球2的半徑r
(2)當所測物理量滿足 ________________ 時(用所測物理量的字母表示),說明兩球碰撞遵守動量守恒定律.如果還滿足_________________時(用所測物理量的字母表示),說明兩球碰撞發(fā)生彈性碰撞.
(3)完成上述實驗后,某實驗小組對裝置進行了如圖2所示的改造.在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面,斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接.使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下,重復實驗步驟1和2的操作,得到兩球落在斜面上的平均落點M′、P′、N′.用刻度尺測量斜面頂點到M′、P′、N′三點的距離分別為l1、l2、l3.則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為__________________ (用所測物理量的字母表示).
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為用某種透明材料制成的一塊柱形棱鏡的截面圖,圓弧CD是半徑為R的四分之一的圓周,圓心為O,光線從AB面上的某點入射,入射角θ=45°,它進入棱鏡后恰好以臨界角射在BC面上的O點.
(1)畫出光線由AB面進入棱鏡且從CD弧面射出的光路圖;
(2)求該棱鏡的折射率n;
(3)求光線在該棱鏡中傳播的速度大小(已知光在空氣中的傳播速度c=3.0×108 m/s).
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com