如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有水平向里的勻強磁場,圓形區(qū)域右側(cè)距離圓形區(qū)域右邊緣距離為d處有一豎直感光板。圓形區(qū)域上側(cè)有兩塊平行金屬極板,金屬極板上側(cè)有一粒子源,粒子源中可以發(fā)射速度很小的質(zhì)量為m的2價陽離子(帶電量為+2e),離子重力不計。
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(1)若離子從圓弧頂點P以速率v0平行于紙面進入磁場,求在兩塊平行金屬極板所加的電壓U。
(2)若粒子從圓弧頂點P以速率v0對準圓心射入,若它剛好從圓形區(qū)域右側(cè)射出,垂直打在豎直感光板上,求圓形區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度B;
(3)若圓形區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度為B,離子以某一速度對準圓心射入,若它從圓形區(qū)域右側(cè)射出,以與豎直感光板成60°的角打在豎直感光板上,求它打到感光板上時的速度;
(4)若在圓形區(qū)域右側(cè)加上豎直向下的勻強電場,電場強度為E,粒子從圓弧頂點P以速率v0對準圓心射入,求離子打在MN上的位置距離圓形區(qū)域圓心O的豎直高度h。
科目:高中物理 來源: 題型:
圖a面積S=0.2m2,匝數(shù)n=630匝,總電阻r=1.0Ω線圈處在變化磁場中,磁感應強度B隨時間t按圖b規(guī)律變化,方向垂直線圈平面.圖a中傳感器可看成一個純電阻R(標有“3V、0.9W”), 滑動變阻器R0上標有“10Ω、1A”.問:
(1)為了保證電路的安全,求電路中允許通過的最大電流?
(2)若滑動變阻器觸頭置于最左端,為了保證電路的安全,圖b中的t0最小值是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,是磁流體動力發(fā)電機的工作原理圖. 一個水平放置的上下、前后封閉的矩形塑料管,其寬度為a,高度為b,其內(nèi)充滿電阻率為ρ的水銀,由渦輪機產(chǎn)生的壓強差p使得這個流體具有恒定的流速v0.管道的前后兩個側(cè)面上各有長為L的由銅組成的面,實際流體的運動非常復雜,為簡化起見作如下假設(shè):
a.盡管流體有粘滯性,但整個橫截面上的速度均勻;
b.流體的速度總是與作用在其上的合外力成正比;
c.導體的電阻:R=ρ
,其中ρ、l和S分別為導體的電阻率、長度和橫截面積;
d.流體不可壓縮.
若由銅組成的前后兩個側(cè)面外部短路,一個豎直向上的勻強磁場只加在這兩個銅面之間的區(qū)域,磁感強度為B(如圖).
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(1)寫出加磁場后,兩個銅面之間區(qū)域的電阻R的表達式。
(2)加磁場后,假設(shè)新的穩(wěn)定速度為v,寫出流體所受的磁場力F與v關(guān)系式,指出F的方向。
(3)寫出加磁場后流體新的穩(wěn)定速度v的表達式(用v0、p、L、B、ρ表示)。
(4)為使速度增加到原來的值v0,渦輪機的功率必須增加,寫出功率增加量的表達式(用v0、a、b、L、B和ρ表示)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖a所示,豎直平面內(nèi)有兩根光滑且不計電阻的長平行金屬導軌,間距L。導軌間的空間內(nèi)存在垂直導軌平面的勻強磁場。將一質(zhì)量m、電阻R的金屬桿水平靠在導軌處上下運動,與導軌接觸良好。
(1)若磁感應強度隨時間變化滿足B=kt,k為已知非零常數(shù)。金屬桿在距離導軌頂部L處釋放,則何時釋放,會獲得向上的加速度。
(2)若磁感應強度隨時間變化滿足
,B0、c、d均為已知非零常數(shù)。為使金屬桿中沒有感應電流產(chǎn)生,從t=0時刻起,金屬桿應在外力作用下做何種運動?列式說明。
(3)若磁感應強度恒定為B0,靜止釋放金屬桿。對比b圖中從鋁管頂部靜止釋放磁性小球在鋁管中的下落。試從能量角度用文字分析兩圖中的共同點。
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科目:高中物理 來源: 題型:
正方體密閉容器中有大量運動粒子,每個粒子質(zhì)量為m,單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量。為簡化問題,我們假定:粒子大小可以忽略;其速率均為V,且與器壁各面碰撞的機會均等;與器壁碰撞前后瞬間,粒子速度方向都與器壁垂直,且速率不變。利用所學力學知識,導出器壁單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關(guān)系。
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科目:高中物理 來源: 題型:
(2014上海市寶山區(qū)一模)如圖所示,左側(cè)為一個半徑為R的半球形的碗固定在水平桌面上,碗口水平, O點為球心,碗的內(nèi)表面及碗口光滑。右側(cè)是一個固定光滑斜面,斜面足夠長,傾角θ=30°。一根不可伸長的不計質(zhì)量的細繩跨在碗口及光滑斜面頂端的光滑定滑輪兩端上,線的兩端分別系有可視為質(zhì)點的小球m1和m2,且m1>m2。開始時m1恰在右端碗口水平直徑A處, m2在斜面上且距離斜面頂端足夠遠,此時連接兩球的細繩與斜面平行且恰好伸直。當m1由靜止釋放運動到圓心O的正下方B點時細繩突然斷開,不計細繩斷開瞬間的能量損失。
(1)求小球m2沿斜面上升的最大距離s;
(2)若已知細繩斷開后小球m1沿碗的內(nèi)側(cè)上升的最大高度為R/2,求m1:m2=?
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科目:高中物理 來源: 題型:
在絕緣粗糙的水平面上相距為6L的A、B兩處分別固定電量不等的正電荷,兩電荷的位置坐標如圖(甲)所示,已知B處電荷的電量為+Q。圖(乙)是AB連線之間的電勢φ與位置x之間的關(guān)系圖像,圖中x=L點為圖線的最低點,x=-2L處的縱坐標φ=φ0,x=0處的縱坐標φ=
φ0,x=2L處的縱坐標φ=
φ0。若在x=-2L的C點由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電量為+q的帶電物塊(可視為質(zhì)點),物塊隨即向右運動。 求:
(1)固定在A處的電荷的電量QA ;
(2)為了使小物塊能夠到達x=2L處,試討論小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ所滿足的條件;
(3)若小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=
,小物塊運動到何處時速度最大?并求最大速度vm;
(4)試畫出μ取值不同的情況下,物塊在AB之間運動大致的速度-時間關(guān)系圖像。
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖,絕緣長方體B置于水平面上,兩端固定一對平行帶電極板,極板間形成勻強電場,電場強度E=1.2×104N/C。長方體B的上表面光滑,下表面與水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.05(設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同)。B與極板的總質(zhì)量mB=1kg。帶正電的小滑塊A的電荷量qA=1×10-4C、質(zhì)量mA=0.6kg。假設(shè)A所帶的電量不影響極板間的電場分布。t=0時刻,小滑塊A從B表面上的a點以相對地面的速度vA=1.6m/s向左運動,同時,B(連同極板)以相對地面的速度vB=0.4m/s向右運動。
(1)求B受到的摩擦力和電場力的大小;
(2)若A最遠能到達b點,求a、b間的距離L;
(3)求從t=0時刻至A運動到b點時,電場力對B做的功。
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科目:高中物理 來源: 題型:
用傳統(tǒng)的打氣筒給自行車打氣時,不好判斷是否已經(jīng)打足了氣.某研究性學習小組的同學們經(jīng)過思考,解決了這一問題.他們在傳統(tǒng)打氣筒基礎(chǔ)上進行了如下的改裝(示意圖如圖所示):圓柱形打氣筒高H,內(nèi)部橫截面積為S,底部有一單向閥門K,厚度不計的活塞上提時外界大氣可從活塞四周進入,活塞下壓時可將打氣筒內(nèi)氣體推入容器B中,B的容積VB=3HS,向B中打氣前A、B中氣體初始壓強均為p0,該組同學設(shè)想在打氣筒內(nèi)壁焊接一卡環(huán)C(體積不計),C距氣筒頂部高度為h=
H,這樣就可以自動控制容器B中的最終壓強.求:
①假設(shè)氣體溫度不變,則第一次將活塞從打氣筒口壓到C處時,容器B內(nèi)的壓強是多少?
②要使容器B內(nèi)壓強不超過5p0,h與H之比應為多少?
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