【題目】如圖甲所示,一對平行金屬板M、N長為L,相距為d,O1O為中軸線.其中N板接地.當(dāng)M板的電勢φ=φ0時(shí),兩板間為勻強(qiáng)電場,忽略兩極板外的電場某種電荷量為q的帶負(fù)電的粒子從O1點(diǎn)以速度v0沿O1O方向射入電場,粒子恰好打在上極板M的中點(diǎn),粒子重力忽略不計(jì)
(1)求粒子的質(zhì)量;
(2)若M板的電勢變化如圖乙所示,其周期T=,從t=0開始,前內(nèi)φM=2φ,后內(nèi)φM=—φ,大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持續(xù)射入電場,最終所有粒子恰好能全部離開電場而不打在極板上,求φ的值;
(3)緊貼板右側(cè)建立直角坐標(biāo)系xOy,在xOy坐標(biāo)平面的第IIV象限內(nèi)存在一個(gè)圓形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直于該坐標(biāo)平面,要使在(2)問情景下所有粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后都會聚于P(1.5d,1.5d)點(diǎn),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小范圍
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
(1)設(shè)粒子經(jīng)過時(shí)間打在M板中點(diǎn),
沿極板方向:,
垂直極板方向:,整理得到:
(2)粒子通過兩板時(shí)間
從時(shí)刻開始,粒子在兩板間運(yùn)動時(shí)每個(gè)電勢變化周期的前三分之一時(shí)間內(nèi)的加速度大小為,方向垂直極板向上;在每個(gè)電勢變化周期的后三分之二時(shí)間內(nèi)加速度大小為,方向垂直極板向下,不同時(shí)刻從點(diǎn)進(jìn)入電場的粒子在電場方向的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖1所示:
因?yàn)樗辛W觿偤媚苋侩x開電場而不打在極板上,可以確定在或時(shí)刻進(jìn)入電場的粒子恰好分別從極板右側(cè)上下邊緣處飛出,它們在電場方向偏轉(zhuǎn)的距離最大,,整理可以得到:.
(3)所有粒子射出電場時(shí)速度方向都平行于軸,大小為,設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動半徑為,則,整理可得到:.粒子進(jìn)入圓形區(qū)域內(nèi)聚焦于P點(diǎn)時(shí),磁場區(qū)半徑R應(yīng)滿足:,在圓形磁場區(qū)域邊界上,P點(diǎn)縱坐標(biāo)有最大值,如圖2所示:
磁場區(qū)的最小半徑,對應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度有最大值
磁場區(qū)的最大半徑,對于磁感應(yīng)強(qiáng)度有最小值為
所以,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小可能范圍.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,在第一象限存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面(xy平面)向外;在第四象限存在勻強(qiáng)電場,方向沿x軸負(fù)向。在y軸正半軸上某點(diǎn)以與x軸正向平行、大小為v0的速度發(fā)射出一帶正電荷的粒子,該粒子在(d,0)點(diǎn)沿垂直于x軸的方向進(jìn)人電場。不計(jì)重力。若該粒子離開電場時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向的夾角為θ,求:
(1)電場強(qiáng)度大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值;
(2)該粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間。
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【題目】某形狀不規(guī)則的導(dǎo)體置于靜電場中,由于靜電感應(yīng),在導(dǎo)體周圍出現(xiàn)了如圖所示的電場分布,圖中虛線表示電場線,實(shí)線表示等勢面,A、B、C為電場中的三個(gè)點(diǎn)。下列說法正確的是( )
A. 將電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電勢能減少
B. A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度
C. 某正電荷在A點(diǎn)的電勢能高于在B點(diǎn)的電勢能
D. 將電子從A點(diǎn)移到C點(diǎn),再從C點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做功為零
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,MN是一豎直放置的感光板。從圓形磁場最高點(diǎn)P以速度v垂直磁場射入大量的帶正電的粒子,且粒子所帶電荷量為q、質(zhì)量為m。不考慮粒子間的相互作用力,關(guān)于這些粒子的運(yùn)動以下說法正確的是 ( )
A. 只要對著圓心入射,出射后均可垂直打在MN上
B. 即使是對著圓心入射的粒子,其出射方向的反向延長線也不一定過圓心
C. 只要速度滿足v=,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上
D. 對著圓心入射的粒子,速度越大在磁場中通過的弧長越長,時(shí)間也越長
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,、為平行板電容器的兩個(gè)金屬極板,為靜電計(jì),開始時(shí)閉合開關(guān),靜電計(jì)指針張開一定角度。則下列說法正確的是( 。
A.開關(guān)保持閉合狀態(tài),將的滑片向右移動,靜電計(jì)指針張角增大
B.開關(guān)保持閉合狀態(tài),僅將兩極板間距減小,電容器的帶電量增加
C.斷開開關(guān)后,緊貼下極板插入厚云母片,靜電計(jì)指針張角減小
D.斷開開關(guān)后,僅將兩極板間距減小,板間電場強(qiáng)度減小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一列簡諧橫波沿x軸正向傳播,t=0時(shí)的波的圖象如圖所示,質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置在x=8 m處。該波的周期T=0.4 s。下列說法正確的是________
A.該列波的傳播速度為20 m/s
B.在0~1.2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過的路程24 m
C.t=0.6 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸正方向
D.t=0.7 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于波谷
E.質(zhì)點(diǎn)P的振動方程是y=10sin5πt(cm)
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【題目】如圖所示,在水平面上有一傳送帶以速率v1沿順時(shí)針方向運(yùn)動,傳送帶速度保持不變,傳送帶左右兩端各有一個(gè)與傳送帶等高的光滑水平面和傳送帶相連(緊靠但不接觸),現(xiàn)有一物塊在右端水平面上以速度v2向左運(yùn)動,物塊速度隨時(shí)間變化的圖像可能的是:
A. B.
C. D.
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【題目】如圖所示,一質(zhì)量m=0.2kg的足夠長平板小車靜置在光滑水平地面上,質(zhì)量m2=0.1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))置于小車上A點(diǎn),其與小車間的動摩擦因數(shù)=0.40,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。現(xiàn)給小物塊一個(gè)方向水平向右、大小為v0=6m/s的初速度,同時(shí)對小物塊施加一個(gè)方向水平向左、大小為F=0.6N的恒力。取g=10m/s2,求:
(1)初始時(shí)刻,小車和小物塊的加速度大小
(2)經(jīng)過多長時(shí)間小物塊與小車速度相同?此時(shí)速度為多大?
(3)小物塊向右運(yùn)動到最大位移的過程中,恒力F做的功和系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能?
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【題目】如圖所示,在勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)矩形單匝線圈abcd,ab邊與磁場垂直,MN邊始終與金屬滑環(huán)K相連,PQ邊始終與金屬滑環(huán)L相連.金屬滑環(huán)L、電流表A、定值電阻R、金屬滑環(huán)K通過導(dǎo)線串聯(lián).使矩形線圈以恒定角速度繞過bc、ad中點(diǎn)的軸旋轉(zhuǎn).下列說法中不正確的是 ( ).
A.線圈轉(zhuǎn)動的角速度越大,電流表A的示數(shù)越大
B.線圈平面與磁場平行時(shí),流經(jīng)定值電阻R的電流最大
C.線圈平面與磁場垂直時(shí),流經(jīng)定值電阻R的電流最大
D.電流表A的示數(shù)隨時(shí)間按余弦規(guī)律變化
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