满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,足够大的平行挡板A1、A2竖直放置,间距为L。A1、A2上各有位置正对...

如图所示,足够大的平行挡板A1A2竖直放置,间距为LA1A2上各有位置正对的小孔PQ。两板间存在两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,水平面PQMN分别是两个磁场区的理想边界面。挡板A1的左侧是方向水平向右的匀强电场,质量为m、电荷量为+q的粒子从电场中的O点以大小为v0的初速度竖直向上射出,运动一段时间后从小孔P进入Ⅰ区,此时速度方向与竖直方向的夹角θ = 60º。粒子进入Ⅰ区运动之后,从PQ边界上的 C1点第一次离开Ⅰ区,C1点与挡板A1的距离为d,然后进入没有磁场的区域运动,从MN边界上的D1点(图中未画出)第一次进入Ⅱ区,D1点与挡板A1的距离为。不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑。

(1)求匀强电场中OP两点间的电势差U和Ⅰ区的磁感应强度B1的大小;

(2)已知,最后粒子恰好从小孔Q射出,求Ⅱ区的磁感应强度B2的大小可能是哪些值?

 

(1)(2)、、 【解析】(1)粒子从O点运动到P点过程,由动能定理得 ① 在P点速度满足 v0=vcosθ② 解得O、P两点间的电势差③ 粒子在Ⅰ区内做圆周运动,有 ④ 粒子运动情况如图,可得2r1cosθ=d⑤ 解得Ⅰ区的磁感应强度⑥ (2)粒子在Ⅱ区内做圆周运动,有⑦ 粒子运动情况如图,粒子完成一个完整的周期性运动,到达PQ边界的C2点时,与挡板A1的距离为 ⑧ 即x=4d-r2 先不考虑粒子碰到挡板的情况下,恰好从小孔Q射出,有两种情况。 ①第一种情况是粒子斜向下射出小孔Q,对应的条件是 Nx+d=L (n=1,2,3,……) ⑨ 将L=13d代入并整理可得 ⑩ 考虑到r2>0,则n>3 再考虑粒子不能碰到挡板,则需满足条件 ⑾ 可解得 综合以上条件,可知n只能取4和5两个值,即r2=d和r2=d⑿ 解得Ⅱ区的磁感应强度大小的两个可能值是 和⒀ ②第二种情况是粒子斜向上射出小孔Q,对应的条件是 nx=L (n=1,2,3,……) ⒁ 可得 ⒂ 考虑到r2>0,则n>3 粒子不能碰到挡板A2,需满足条件 ⒃ 解得r2
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

如图所示,一长木板B的质量M=4kg,静止在光滑水平地面上。现有一质量m=1kg的小滑块Av0=3m/s的初速度向右滑上长木板,同时对滑块施加一个大小F=2N的水平向右的恒定拉力。当木板与滑块的速度达到相等的瞬间,木板恰好碰到右方的固定挡板P并立刻停止运动,滑块继续运动一段时间后停在木板上。已知A、B间的动摩擦因数μ=0.4,取重力加速度g=10 m/s2。求:

(1)木板右端与挡板P之间的初始距离d

(2)整个过程滑块和木板组成的系统克服摩擦力做的功。

 

查看答案

某实验小组的同学利用图甲所示的电路探究并联电路中各点电势的关系。已知R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω,R4=40Ω,电源的电动势为E=10V,内阻不计,且电源负极端接地。

由此可得ab两点电势差为Uab=________V,如果在ab两点间接一个电阻,则有电流从_____点流向_____点。(选填ab”)

该实验小组同学又设计了图乙的电路来测量电阻Rx的阻值,其中R为电阻箱,G为灵敏电流计,请按图乙的实验原理图完成图丙中实物电路的连线_______

实验时,先调节电阻箱,使电阻箱的阻值为R1。闭合开关,反复调节滑动变阻器滑片的位置,使通过灵敏电流计的电流为零;断开开关,保持滑动变阻器的滑片所处位置不变,交换电阻箱与待测电阻的位置。闭合开关,然后反复调节电阻箱,使灵敏电流计的示数再次为零,记下此时电阻箱的阻值记为R2;则待测电阻的阻值为Rx=_________。(用题中已知量的字母表示)

 

查看答案

某同学用如图的实验装置研究小车在斜面上的运动。

用细绳将沙和沙桶通过滑轮与小车连接,调节斜面的倾角θ,使小车沿斜面向下做匀速直线运动,用天平测出沙和沙桶的总质量m

保持斜面倾角θ不变,取下沙和沙桶,接通电源,在靠近打点计时器处重新释放小车。

下图是该同学实验中打出的一条纸带的一部分,打点计时器电源的频率为50 Hz,相邻两计数点间还有4个计时点未画出。

设上图自左到右的六组数据依次表示为x1、x2、 x3、…,由于这些数据满足关系式

______________________________可以判断小车沿斜面向下做_____________运动。若测得沙和沙桶的总质量为310g,则小车的质量为________kg(结果保留三位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)。

在上述实验中,以下说法正确的是 ______。(填正确答案标号)

A.小车的质量应远大于沙和沙桶的质量

B.连接小车、沙和沙桶的细绳与斜面应保持平行

C.打点计时器的电源应选取220V交流电

D.实验过程需用秒表计时

 

查看答案

某玩具为了模仿小动物行走的姿势,设计了非圆形的轮子。现研究轮子受力情况,模型简化如图,四分之一圆框架OABOA、OB边初始位置分别处于水平和竖直方向上,光滑球形重物此时嵌在框架中与OA、OB、弧AB三边恰好接触但接触处并没有全部都产生弹力。现以O点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动角,下列说法正确的是

A. 转动0的过程,弧AB受到重物的压力逐渐变大

B. 时,弧AB受到重物的压力最大

C. 转动一周的过程中,存在某一特定的角,此时弧ABOA板受到重物的压力一样大

D. 转动一周的过程中,OA、OB、弧AB受到重物压力的最大值一样大

 

查看答案

xy平面内,在y<0的区域存在垂直xy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为Babcd为半径为R 的闭合圆形铝线圈,圆心的坐标为(0,0.5R),通有方向为abcda的恒定电流,线圈竖直放置,此时线圈恰好静止。重力加速度为g。下列能使线圈的加速度大小变为2g的是

A. 仅将磁感应强度大小改为3B

B. 仅将线圈以y轴为轴转90°

C. 仅将线圈以x轴为轴转180°

D. 仅将线圈向下移动至圆心位于原点

 

查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:困难

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.