【題目】如圖所示,在、
的長方形區域有垂直于xoy平面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B.坐標原點O處有一個粒子源,在某時刻發射大量質量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計),它們的速度方向均在xoy平面內的第一象限,且與y軸正方向的夾角分布在0~90°范圍內,速度大小不同,且滿足
.已知粒子在磁場中做圓周運動的周期為T,則下列說法正確的是
A. 最先從磁場上邊界飛出的粒子經歷的時間為
B. 最先從磁場上邊界飛出的粒子經歷的時間小于
C. 最后從磁場中飛出的粒子經歷的時間為
D. 最后從磁場中飛出的粒子經歷的時間小于
【答案】BC
【解析】粒子在洛倫茲力作用下做圓周運動運動,洛倫茲力作為向心力,所以有,則有
,又因為
,所以,2a≤R≤3a;粒子做圓周運動的周期
;
A、B、當速度與y軸正方向的夾角θ為零時,有:
R越大,對應的φ越小,所以,當R=3a時,φ最小,此時, ,所以,
,
,故B正確,A錯誤;C、D、θ從0增大,則粒子在磁場上邊界的出射點右移,設磁場橫向無右邊界,則粒子在上邊界最遠能到達的位置為粒子做圓周運動與上邊界相切的點,
此時,粒子出射點的橫坐標,所以,粒子一定能到達磁場邊界的右上頂點且粒子做圓周運動的軌跡都是劣弧,該點對應粒子做圓周運動的弦最大值,所以,粒子出射點為磁場邊界右上邊界點時,粒子在磁場中轉過角度最大,運動時間最長;對應于相同的弦長,半徑越小,中心角越大,所以,當R=2a,且粒子出射點為磁場邊界右上頂點時,粒子在磁場中運動經歷的時間最長;此時,半徑和弦長相等,所以,粒子轉過的角度
,運動經歷的時間
,故C正確,D錯誤;故選BC.
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【題目】關于向心加速度的物理意義,下列說法中正確的是( )
A. 它描述的是線速度方向變化的快慢
B. 它描述的是線速度大小變化的快慢
C. 它描述的是角速度變化的快慢
D. 勻速圓周運動的向心加速度是恒定不變的
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【題目】小船在靜水中速度為 v,今小船要渡過一條小河,船在行駛過程中,船頭始終與河岸垂直.若航行到河中間時,水流速度增大,則渡河時間與預定的時間相比( )
A. 減少B. 不變C. 增加D. 無法確定
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【題目】如圖所示,足夠長的兩根光滑固定導軌相距L =0.50 m 豎直放置,導軌電阻不計,下端連接阻值為R= 1.0的電阻,導軌處于磁感應強度為B=1.0T的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向里,兩根質量均為m=0.30kg、電阻均為r=0.50
的水平金屬棒ab和cd都與導軌接觸良好。金屬棒ab用一根細線懸掛,現閉合開關S,讓ab棒從靜止開始下落,cd下落過程中,懸掛的細線恰好能夠被拉斷。不計空氣阻力,g取10 m/s2,求:
(1)細線能承受的最大拉力Fm;
(2)細線即將被拉斷時,整個電路消耗的總電功車P1;
(3)若細線被拉斷時立即斷開開關S,再經t=0.50 s時,cd棒的加速度為剛斷開開關時加速度的4倍,求此時cd棒克服安培力做功的功率P2。
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【題目】如圖所示,在磁感應強度為B的水平方向的勻強磁場中豎直放置兩平行導軌,磁場方向與導軌所在平面垂直。導軌上端跨接一阻值為R的電阻(導軌電阻不計)。兩金屬棒a和b的電阻均為R,質量分別為和
,它們與導軌相連,并可沿導軌無摩擦滑動。閉合開關S,先固定b,用一恒力F向上拉,穩定后a以
的速度勻速運動,此時再釋放b,b恰好保持靜止,設導軌足夠長,取
。
(1)求拉力F的大小;
(2)若將金屬棒a固定,讓金屬棒b自由滑下(開關仍閉合),求b滑行的最大速度;
(3)若斷開開關,將金屬棒a和b都固定,使磁感應強度從B隨時間均勻增加,經0.1s后磁感應強度增到2B時,a棒受到的安培力正好等于a棒的重力,求兩金屬棒間的距離h。
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【題目】現有兩個點電荷A和B,它們電量分別為+Q和-Q,a為AB連線的中點,b與a關于B對稱,它們都在一條直線上,如圖所示,把一個帶正電的試探電荷從a移到b的過程中下列說法正確的是:
A. 電場力對試探電荷一直做正功
B. 電場力對試探電荷先做正功后做負功
C. 試探電荷受到的電場力一直增大
D. 試探電荷受到的電場力先增大后減小
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【題目】(1)某科技小組同學用螺旋測微器測定某一金屬絲的直徑,測得的結果如下左圖所示,則該金屬絲的直徑d=_________mm.然后他又用游標尺上標有20等分刻度的游標卡尺測該金屬絲的長度,測得的結果如下右圖所示,則該工件的長度L=__________cm。
(2)然后該小組同學又用多用電表粗略測量某金屬電阻絲的電阻Rx約為5.0Ω,為了盡可能精確地測定該金屬絲的電阻,且測量時要求通過金屬絲的電流在0~ 0.5A之間變化.根據下列提供的實驗器材,解答如下問題:
A、量程0.1A,內阻r1=1Ω的電流表A1
B、量程0.6A,內阻約為0.5Ω的電流表A2
C、滑動變阻器R1全電阻1.0Ω,允許通過最大電流10A
D、滑動變阻器R2全電阻100Ω,允許通過最大電流0.1A
E、阻值為59Ω的定值電阻R3
F、阻值為599Ω的定值電阻R4
G、電動勢為6V的蓄電池E
H、電鍵S一個、導線若干
①根據上述器材和實驗要求完成此實驗,請在虛線框內畫出測量該金屬絲電阻Rx的實驗原理圖______________(圖中元件用題干中相應的元件符號標注)。
②實驗中測得電表A1示數為I1,A2表示數為I2,其它所選的物理量題目中已給定,請寫出電阻絲的電阻表達式Rx=_________________.
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【題目】如圖所示,直角坐標中的第一象限中存在沿y軸負方向的勻強電場,在第二象限中存在垂直紙面向外的勻強磁場。一電荷量為q、質量為m的帶正電的粒子,在–x軸上的a點以速度v0與–x軸成60°度角射入磁場,從y = L處的b點垂直于y軸方向進入電場,并經過x軸上x=2L處的c點。不計重力。求
(1)磁感應強度B的大小;
(2)電場強度E的大小;
(3)粒子在磁場和電場中的運動時間之比。
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【題目】如圖所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖,下列說法中正確的是(不考慮電子重力)( )
A. 若在D1、D2之間不加電場和磁場,則陰極射線應打到最右端的P1點
B. 若在D1、D2之間加上豎直向下的電場,則陰極射線應向下偏轉
C. 若在D1、D2之間加上豎直向下的電場,則陰極射線應向上偏轉
D. 若在D1、D2之間加上垂直紙面向里的磁場,則陰極射線不偏轉
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