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如图所示,在直角坐标系x0y平面的一、四个象限内各有一个边长为L的正方向区域,二...

如图所示,在直角坐标系x0y平面的一、四个象限内各有一个边长为L的正方向区域,二三像限区域内各有一个高L,宽2L的匀强磁场,其中在第二象限内有垂直坐标平面向外的匀强磁场,第一、三、四象限内有垂直坐标平面向内的匀强磁场,各磁场的磁感应强度大小均相等,第一象限的x<LL<y<2L的区域内,有沿y轴正方向的匀强电场。现有一质量为四电荷量为q的带负电粒子从坐标(L3L/2)处以初速度沿x轴负方向射入电场,射出电场时通过坐标(0L)点,不计粒子重力。

(1)求电场强度大小E

(2)为使粒子进入磁场后途经坐标原点0到达坐标(-L0)点,求匀强磁场的磁感应强度大小B

(3)求第(2)问中粒子从进入磁场到坐标(-L0)点所用的时间。

 

(1) (2)为使粒子进入磁场后途经坐标原点0到达坐标(-L,0)点,求匀强磁场的磁感应强度大小,n=1、2、3....或,n=1、2、3.... (3) 粒子从进入磁场到坐标(-L,0)点所用的时间为或 【解析】本题考查带电粒子在组合场中的运动,需画出粒子在磁场中的可能轨迹再结合物理公式求解。 (1)带电粒子在电场中做类平抛运动有: , , 联立解得: (2)粒子进入磁场时,速度方向与y 轴负方向夹角的正切值=l 速度大小 设x为每次偏转圆弧对应的弦长,根据运动的对称性,粒子能到达(一L,0 )点,应满足L=2nx,其中n=1、2、3......粒子轨迹如图甲所示,偏转圆弧对应的圆心角为;当满足L=(2n+1)x时,粒子轨迹如图乙所示。 若轨迹如图甲设圆弧的半径为R,圆弧对应的圆心角为.则有x=R,此时满足L=2nx 联立可得: 由牛顿第二定律,洛伦兹力提供向心力,则有: 得: ,n=1、2、3.... 轨迹如图乙设圆弧的半径为R,圆弧对应的圆心角为.则有,此时满足 联立可得: 由牛顿第二定律,洛伦兹力提供向心力,则有: 得: ,n=1、2、3.... 所以为使粒子进入磁场后途经坐标原点0到达坐标(-L,0)点,求匀强磁场的磁感应强度大小,n=1、2、3....或,n=1、2、3.... (3) 若轨迹如图甲,粒子从进人磁场到从坐标(一L,0)点射出磁场过程中,圆心角的总和θ=2n××2=2nπ,则 若轨迹如图乙,粒子从进人磁场到从坐标(一L,0)点射出磁场过程中,圆心角的总和θ=(2n+1)×2π=(4n+2)π,则 粒子从进入磁场到坐标(-L,0)点所用的时间为或  
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如图所示,一质量为M=2.0×10³kg的平板小货车A载有一质量为m=1.0×10³kg的重物B,在水平直公路上以速度=36km/h做匀速直线运动,重物与车厢前壁间的距离为L=1.5m,因发生紧急情况,火车突然制动,已知火车车轮与地面间的动摩擦因数为=0.4,重物与车厢底板之间的动摩擦因数为=0.2,重力加速度g=10m/s²,若重物与车厢前壁发生碰撞,则碰擴时间极短,碰后重物与车厢前壁不分开。

(1)请通过计算说明重物是否会与车厢前壁发生碰撞;

(2)试求货车从开始刹车到停止运动所用的时间和刹车距离。

 

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实际的二极管正向电阻并不为零,反向电阻也不是无穷大,一兴趣小组同学对某型号二极管,作了如下研究:

 

(1)用多用电表的欧姆档粗测二极管的正向电阻。

测量时选择开关旋到测电阻的“×10”倍率,多用电表的表盘如图所示,则电阻为____________Ω;

多用电表的红表笔应与二极管的_________极相连(选填”)

(2)用电压表和电流表描绘该二极管加正向0~1.5V电压时的伏安特性曲线,可供选择的器材如下:

电压表(量程1.5V,内阻约2000Ω)

电压表(量程6V,内阻约4000Ω)

电流表A1(量程0.6A,内阻约10Ω)

电流表A2(量程40mA,内阻约0.1Ω)

滑动变阻器R1(总电阻约为10Ω)

滑动变阻器R2(总电阻约为100Ω)

电源E(电动势2V,内阻不计)

电键S,导线若干

为调节方便,并有尽可能高的精度,请选择合适的器材,电压表___________、电流表__________、滑动变阻器_____________;(填写所选器材的符号);

在虚线方框中画出实验电路原理图_______

该二极管加正向电压的伏安特性曲线如图所示,现将阻值为50Ω的定值电阻与该二极管串联,并与一电动势为2V,内阻不计的电源组成闭合电路,二极管上的电压为正向电压,则回路中的电流强度为________mA。

 

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如图甲是某同学测量重力加速度的装置,他将质量均为M的两个重物用轻绳连接,放在光滑的轻质滑轮上,这时系统处于静止状态。该同学在左侧重物上附加一质量为m的小重物,这时,由于小重物m的重力作用而使系统做初速度为零的缓慢加速运动,该同学用某种办法测出系统运动的加速度并记录下来。完成一次实验后,换用不同质量的小重物,并多次重复实验,测出不同m时系统的加速度a并作好记录。

1)若选定物块从静止开始下落的过程进行测量,则需要测量的物理量有____

A.小重物的质量m                 B.大重物的质量M

C.绳子的长度                     D.重物下落的距离及下落这段距离所用的时间

2)经过多次重复实验,得到多组am数据,做出图像,如图乙所示,已知该图象斜率为k,纵轴截距为b,则可求出当地的重力加速度g_______,并可求出重物质量M_________。(用kb表示)

 

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节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m=1 000 kg的混合动力轿车,在平直公路上以匀速行驶,发动机的输出功率为P=50 kW。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时,保持发动机功率不变,立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电,使轿车做减速运动,运动L=72 m后,速度变为。此过程中发动机功率的五分之一用于轿车的牵引,五分之四用于供给发电机工作,发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。下列说法正确的是

A. 轿车以90 km/h在平直公路上匀速行驶时,所受阻力的大小为2×10³ N

B. 驾驶员启动电磁阻尼轿车做匀减速运动,速度变为过程的时间为3.2 s

C. 轿车从90 km/h减速到72 km/h过程中,获得的电能

D. 轿车仅用其在上述或速过程中获得的电能维持72 km/h匀速运动的距离为31.5 m

 

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如图甲所示,轻杆一端与质量为1kg、可视为质点的小球相连,另一端可绕光滑固定轴在竖直平面内自由转动,现使小球在竖直平面内做圆周运动,经最高点开始计时,取水平向右为正方向,小球的水平分速度v随时间t的变化关系如图乙所示,ABC三点分别是图线与纵轴、横轴的交点、图线上第一周期内的最低点,该三点的纵坐标分别是10-5g10m/s²,不计空气阻力,下列说法正确的是

A. 轻杆的长度为0.5m

B. 小球经最高点时,杆对它的作用力方向竖直向上

C. B点对应时刻小球的速度为13m/s

D. 曲线AB段与坐标轴所围图形的面积为0.5m

 

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