【題目】如圖,xoy平面內存在著平行于y軸的勻強電場,一個質量為m、帶電荷量為—q的粒子從坐標原點O以速度v0沿x軸正方向開始運動。當它經過圖中虛線上的M 點時,撤去電場,粒子繼續(xù)運動一段時間后進入一個垂直于xoy平面的矩形勻強磁場區(qū)域(圖中未畫出),又從虛線上的某一位置N處沿y軸負方向運動并再次經過M點。已知磁場的磁感應強度大小為,不計粒子的重力。試求:(結果用m、v0、q、a表示)
(1)電場強度的大小及方向。
(2)N點的坐標。
(3)矩形磁場的最小面積為多少?
【答案】(1) ,沿y軸反方向 (2) (3)
【解析】(1)因為-q向上做類平拋,所以電場方向沿y軸的負方向
粒子從O到M做類平拋運動,設時間為t,則有
得
(2)粒子運動到M點時速度為v,與x方向的夾角為α,則
,即α=300
由題意知,粒子從P點進入磁場,從N點離開磁場,由左手定則知磁場方向垂直于xoy平面(紙面)向外;粒子在磁場中以O′點為圓心做勻速圓周運動,設半徑為R,
則由
解得粒子做圓周運動的半徑為
由幾何關系知,
所以N點的縱坐標為 ,橫坐標為
得N點的坐標為(,)
(3)當矩形磁場為圖示粗實線矩形時的面積最小,則矩形的兩個邊長分別是
L1=2R=2a
L2=R+Rsinβ=a
面積為:S= L1 L2=3a2
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【題目】如圖所示,a、b、c、d是均勻介質中x軸上的四個質點。相鄰兩點的間距依次為2m、4m和6m,一列簡諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播,在t=0時刻到達質點a處,質點a由平衡位置開始豎直向下運動,t=3s時質點a第一次到達最高點,此時位移為2cm。求
①從0時刻開始到質點d第一次到達最高點所需時間及此過程中質點b通過的路程;
②質點d第一次到達最高點時質點b的位移。
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【題目】某同學在“探究感應電流產生的條件”的實驗中,將直流電源、滑動變阻器、線圈A、線圈B、電流計及開關按下圖連接.在實驗中,該同學發(fā)現開關閉合的瞬間,電流計的指針向左偏.由此可判斷,在保持開關閉合的狀態(tài)下( )
A. 當線圈A拔出時,電流計指針向左偏轉
B. 當將鐵芯插入線圈A中時,電流計指針向右偏轉
C. 當滑動變阻器的滑片勻速向N端滑動時,電流計指針向不偏轉
D. 當滑動變阻器的滑片減速向N端滑動時,電流計指針向左偏轉
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【題目】如圖所示為理想氮氣的p-V圖像,圖中a狀態(tài)至b狀態(tài)容積不變,b狀態(tài)至c狀態(tài)壓強不變,c狀態(tài)至a狀態(tài)溫度不變,且該氮氣在a狀態(tài)時的溫度為300K,在b狀態(tài)時的體積為22.4L,求:
I、該氮氣在c狀態(tài)時的體積;
II、請比較該氮氣由b狀態(tài)到c狀態(tài)的過程中從外界吸收的熱量與對外做功的大小關系。
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【題目】用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值(900~1000Ω):
電源E,具有一定內阻,電動勢約為9.0V;
電壓表V1,量程為1.5V,內阻r1=750Ω;
電壓表V2,量程為5V,內阻r2=2500Ω;
滑線變阻器R,最大阻值約為100Ω;
單刀單擲開關S,導線若干。
(1)測量中要求電壓表的讀數不小于其量程的1/3,試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中的相應的英文字母標注)。_____________
(2)根據你所畫的電路原理圖在題給的實物圖上畫出連線。_____________
(3)若電壓表V1的讀數用U1表示,電壓表V2的讀數用U2表示,則由已知量和測得量表示Rx的公式為Rx=____________________。
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【題目】波源S1和S2振動方向相同,頻率均為4 Hz,分別置于均勻介質中x軸上的O、A兩點處,OA=2 m,如圖所示.兩波源產生的簡諧橫波沿x軸相向傳播,波速為4 m/s.已知兩波源振動的初始相位相同.求:
①簡諧橫波的波長;
②OA間合振動振幅最小的點的位置.
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【題目】一輛汽車在平直公路上從靜止開始運動,所受阻力恒定,10s末撤掉牽引力,其速度隨時間變化的圖像如圖所示,則下列說法正確的是
A. 0~5s和10~15s內加速度相同
B. 0~5s和10~15s內阻力做功相等
C. 0~5s和5~10s內牽引力做功的平均功率相等
D. 0~5s和10~15s內合外力的沖量相同
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【題目】如圖甲所示,用質量遠小于小車質量的重物m通過滑輪牽引小車,使它在長木板上運動,打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況.利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗.接通電源,釋放小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,將打下的第一個點標為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數點,已知相鄰計數點間的時間間隔為T.測得A、B、C……各點到O點的距離為x1、x2、x3……如圖乙所示.
(1)以下說法正確的有(_____)
A.打點計時器使用的電源是直流電源
B.實驗中平衡摩擦力的正確操作方法是改變小車的質量
C.在不掛重物且計時器正常工作的情況下,輕推一下小車.若小車拖著紙帶做勻速運動,表明已經消除了摩擦力和其他阻力的影響.
D.從打O點到打B點的過程中拉力對小車做的功W=mgx2,打B點時小車的速度v=.
(2)以v2為縱坐標,W為橫坐標,利用實驗數據作出如圖所示的v2-W圖象.由此圖象可得v2隨W變化的表達式為________________.根據功與能的關系,動能的表達式中可能包含v2這個因子;分析圖像斜率的單位關系,與圖線斜率有關的物理量應是__________.
(3)假設已經完全消除了摩擦力和其他阻力的影響,若重物質量不滿足遠小于小車質量的條件,則從理論上分析,下圖中正確反映v2-W關系的是_______.
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【題目】如圖所示,在兩個同心的大小圓之間分布著指向圓心的電場,在半徑為R的小圓內分布著磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場。今在大圓周上的A點從靜止開始釋放一個質量為m,電荷量為q的帶正電的粒子(重力不計),它將往返于電場和磁場中不斷運動。當粒子能夠返回A點且在磁場中運動的時間最短時,下列說法正確的是
A. 粒子在磁場中做圓周運動的半徑為R
B. 粒子在磁場中運動的速度大小為
C. 粒子在磁場中運動的最短時間為
D. 大圓和小圓間的電勢差為
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