【題目】如圖所示,在y軸右側(cè)存在磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直紙面向里的有界勻強磁場(圖中未畫出)。一束質(zhì)量為m,電量為+ q的粒子流,從坐標原點沿x軸正向射入磁場,其速度大小介于2v0與3v0之間,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后,所有粒子均沿y軸正方向射出磁場區(qū)域。不計粒子重力。求:
(1)粒子經(jīng)過多長時間全部離開磁場;
(2)為防止粒子流污染,在磁場外放置一塊板擋住粒子流,該板至少需要多寬;
(3)畫出滿足條件的磁場區(qū)域,并求出最小面積。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】試題分析:所有粒子運動的周期都相同,粒子在磁場中運動的時間也相同,根據(jù)圓心角即可求出粒子離開磁場得時間;粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力分別求出不同速度下的半徑,即可求出板的寬度;粒子沿x軸正向進入磁場,射出時速度方向均豎直向上,偏轉(zhuǎn)角都是90°,所以軌跡經(jīng)過的區(qū)域為磁場的最小面積,如圖所示,圖中灰色陰影部分即為最小磁場區(qū)域。
(1)所有粒子運動的周期都相同,粒子在磁場中運動的時間也相同,即
粒子在磁場里運動的時間為:
聯(lián)立解得:
(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,則
速度最大為的粒子,運動半徑最大,則
速度最小為的粒子,運動半徑最小,則
板至少需要的寬度是
(3)粒子沿x軸正向進入磁場,射出時速度方向均豎直向上,偏轉(zhuǎn)角都是90°,所以軌跡經(jīng)過的區(qū)域為磁場的最小面積,如圖所示,圖中灰色陰影部分即為最小磁場區(qū)域。
由幾何關(guān)系可得: 又有:
聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得:
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【題目】如圖所示,水平放置的平行板電容器,兩板間距為d=9cm,板長為L=30cm,接在直流電源上,有一帶電液滴以v0=0.6m/s的初速度從板間的正中央水平射入,恰好做勻速直線運動,當它運動到P處時迅速將下板向上提起cm,液滴剛好從金屬板末端飛出,g取10m/s2.求:
(1)將下板向上提起后,液滴的加速度;
(2)液滴從射入電場開始計時,勻速運動到P點的時間.
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【題目】根據(jù)國家科技部2017年3月6日報道,迄今為止,科學家已經(jīng)成功檢測定位了納米晶體結(jié)構(gòu)中氫原子,按波爾氫原子理論,氫原子的能級如圖所示,下列判斷正確的是( )
A. 用光子能量為的光照射一群處于基態(tài)的氫原子,可觀測到多種不同頻率的光
B. 大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時,可能發(fā)出6訂光譜線
C. 氫原子從第4激發(fā)態(tài)躍遷到第2激發(fā)態(tài)需要吸收光子
D. 氫原子的核外電子由高能能躍遷到低能級時,氫原子的電勢能減小,電子的動能增大
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【題目】在某介質(zhì)中波源A、B處在同一水平線上,它們相距d=20m,波速v=1m/s,t=0時二者開始上下振動,A只振動了半個周期,B連續(xù)振動,它們的振動圖象分別如圖甲、乙所示,求:
(i)兩波源之間連線上距A點1m處的質(zhì)點在t=0到t=22s內(nèi)所經(jīng)過的路程;
(ii)在t=0到t=16s時間內(nèi)從A發(fā)出的半個波在前進的過程中所遇到的波峰的個數(shù)。
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【題目】一臺發(fā)電機最大輸出功率為8000kW,電壓為4000V,經(jīng)變壓器T1升壓后向遠方輸電。輸電線路總電阻R=2kΩ。到目的地經(jīng)變壓器T2降壓,負載為多個正常發(fā)光的燈泡,每個燈泡額定電壓220V,額定功率72W。若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%,變壓器T1和T2的耗損可忽略,發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài),求:
(1)變壓器T1和T2的匝數(shù)比分別為多少;
(2)發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài)時可供多少盞燈泡正常發(fā)光。
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【題目】某橫波在介質(zhì)中沿x軸傳播,圖甲是時的波形圖,圖乙是介質(zhì)中處質(zhì)點的振動圖象,則下說法正確的是_______________
A.波沿x軸正向傳播,波速為
B. 時, 處質(zhì)點的振動方向為y軸負向
C. 處質(zhì)點和處質(zhì)點振動步調(diào)總相同
D.在的時間內(nèi),波動圖象上任意質(zhì)點通過的路程都是
E.在到到的時間內(nèi), 處質(zhì)點的運動速度先增大后減小
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【題目】為了很好地了解規(guī)格為“, ”的小燈泡和一定值電阻的電學特性,我們需要通過實驗繪制它們的伏安特性曲線.
(1)電池電動勢為、滑動變阻器阻值范圍(額定電流,為了繪制小燈泡的伏安特性曲線,請選擇合適的電流表和電壓表)__________.
A.電流表(量程): ,內(nèi)阻約為
B.電流表(量程): ,內(nèi)阻約為
C.電壓表(量程): ,內(nèi)阻約為
D.電壓表(量程): ,內(nèi)阻約為
(2)請根據(jù)器材的選取和實際實驗需求連接實物圖________.
(3)坐標中的“”和“”分別關(guān)于小燈泡和定值電阻的電壓和電流數(shù)據(jù),請繪制出小燈泡的伏安特性曲線________.
(4)根據(jù)第(4)問繪圖結(jié)果,回答下面問題.
①小燈泡的電阻隨電壓的升高逐漸__________(填“升高”或“降低”).
②在兩條圖線的交點處,可知在此電壓下它們的電阻大小關(guān)系是__________.
A.小燈泡的電阻大 B.定值電阻的阻值大 C.它們的阻值相等
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【題目】A、B兩船的質(zhì)量均為m,都靜止在平靜的湖面上,現(xiàn)A船上質(zhì)量為m的人,以對地水平速度v從A船跳到B船,再從B船跳到A船,經(jīng)n次跳躍后,人停在B船上,不計水的阻力,則
A. A、B兩船速度大小之比為2:3
B. A、B(包括人)兩船動量大小之比為1:1
C. A、B(包括人)兩船動能之比為3:2
D. A、B(包括人)兩船動能之比為1:1
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【題目】如圖所示,彈簧的一端固定在豎直墻上,質(zhì)量為M的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上,底部與水平面平滑連接,一個質(zhì)量為m(m<M)的小球從槽高h處自由下滑,下列說法正確的是
A. 在以后的運動全過程中,小球和槽的水平方向動量始終保持某一確定值不變
B. 在下滑過程中小球和槽之間的相互作用力始終不做功
C. 全過程小球和槽、彈簧所組成的系統(tǒng)機械能守恒,且水平方向動量守恒
D. 小球被彈簧反彈后,小球和槽的機械能守恒,但小球不能回到槽高h處
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