如图所示,真空中有一以(r,0)为圆心、半径为r的圆柱形匀强磁场区域,磁场的磁感强度大小为B,方向垂直纸面向里.磁场的上方有两等大的平行金属板MN,两板间距离为2r.从O点向不同方向发射速率相同的质子,质子的运动轨迹均在纸面内.当质子进入两板间时两板间可立即加上如图所示的电压,且电压从t=0开始变化,电压的最大值为,已知质子的电荷量为e,质量为m,质子在磁场中的偏转半径也为r,不计重力,求:
(1)质子进入磁场时的速度大小;
(2)若质子沿x轴正方向射入磁场,到达M板所需的时间为多少?
(3)若质子沿与x轴正方向成某一角度θ的速度射入磁场时,粒子离开磁场后能够平行于金属板进入两板间,求θ的范围以及质子打到M板时距坐标原点O的距离。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)由牛顿第二定律: …………(1分)
解得: ………………(1分)
(2)如图:质子在磁场运动周期,………………(2分)
进入MN间
在0到时间内,质子不受电场力………………(1分)
在到T时间内,质子受的电场力。 ………………(1分)
………………(1分) ………………(1分)
………………(1分) ………………(1分)
因此
如图所示, AB段为一半径R=0.2m的光滑圆形轨道,EF为一倾角为30°的光滑斜面,斜面上有一质量为0.1Kg的薄木板CD, 木板的下端D离斜面底端的距离为15m,开始时木板被锁定.一质量也为0.1Kg的物块从A点由静止开始下滑,通过B点后被水平抛出,经过一段时间后恰好以平行于薄木板的方向滑上木板,在物块滑上木板的同时木板解除锁定.已知物块与薄木板间的动摩擦因数为.取g=10m/s2,求:
⑴物块到达B点时对圆形轨道的压力大小;
⑵物块做平抛运动的时间;
⑶若下滑过程中某时刻物块和木板达到共同速度,则这个速度为多大?
(1)利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度。某同学利用实验得到的纸带,设计了一种测量方案,方案中有以下两步:
a.根据算出物体下落的高度h
b.根据计算出物体下落的瞬时速度v
请你评价一下这个同学的测量方案中的这两步是否存在错误,若有错误,请在下面进行改正:
.
利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为x0,点A、C间的距离为x1,点C、E间的距离为x2,使用交流电的频率为f,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式:a= .
(2)两位同学在实验室中利用如图⑴所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r,图中abc分别代表三只电表,它们当中有两只电压表和一只电流表,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,甲同学记录的是电流表A和一只电压表V1的测量数据,乙同学记录的是电流表A和另一只电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图⑵所示的两条U-I图线.回答下列问题:
①图中a代表 ,b代表 ,c代表 (填上三只电表的符号,如“A”、“V1”或“V2”)
②根据图象推断实验中所用滑动变阻器可能是下面的哪种规格的?
A.10Ω,0.5A B.20Ω,1A
C.1kΩ,200mA D.2 kΩ,2A
③根据图(b),可以求出定值电阻R0= Ω,电源电动势E= V,内电阻r= Ω.
如右图所示,在坐标系xOy中,有边长为L的正方形金属线框abcd,其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处.在y轴的右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合,下边界与x轴重合,右边界与y轴平行.t=0时刻,线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域.取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的
起重机将质量为m的货物由静止开始以加速度a匀加速提升,在t时间内上升h高度,设在t时间内起重机对货物做的功为W、平均功率为P,货物增加的动能为△Ek ,则
A. B.
C. D.
一带负电的点电荷仅在电场力作用下由点运动到点的图象如图所示,其中和是电荷运动到电场中、两点的时刻.下列说法正确的是
A.该电荷由点运动到点,电场力做负功
B.点处的电场线比点处的电场线密
C.、两点电势的关系为<
D.该电荷一定做曲线运动