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如图所示,Ⅰ、Ⅲ区域(足够大)存在着垂直纸面向外的匀强磁场,虚线MN、PQ分别为...

如图所示,Ⅰ、Ⅲ区域(足够大)存在着垂直纸面向外的匀强磁场,虚线MNPQ分别为磁场区域边界,在Ⅱ区域内存在着垂直纸面向里的半径为R的圆形匀强磁场区域,磁场边界恰好与边界MNPQ相切,ST为切点,AC为虚线MN上的两点,且AS=CS=R,有一带正电的粒子以速度v沿与边界成30°角的方向从C点垂直磁场进入Ⅰ区域,随后从A点进入Ⅱ区域,一段时间后粒子能回到出发点,并最终做周期性运动,已知Ⅱ区域内磁场的磁感应强度B2为Ⅰ区域内磁场的磁感应强度B16倍,Ⅲ区域与Ⅰ区域磁场的磁感应强度相等,不计粒子的重力。求:

(1)粒子第一次进入Ⅱ区域后在Ⅱ区域中转过的圆心角;

(2)粒子从开始运动到第一次回到出发点所经历的总时间。

 

(1)120°(2) 【解析】 (1)粒子的运动轨迹如图所示,由几何关系得, 半径 粒子转过的圆心角为 粒子从点进入Ⅱ区域,先做匀速直线运动,且速度延长线刚好过Ⅱ区域圆形磁场的圆心,接着在磁场中做圆周运动,离开时速度方向的反向延长线仍然过圆心 设轨迹半径为,由牛顿运动定律知 得 故 即 连接,得 得 故此粒子第一次进入Ⅱ区域后在Ⅱ区域转过的圆心角为 (2)粒子进入Ⅲ区域时,速度方向仍与边界成30°角,故此粒子的轨迹图左右对称,上下对称,粒子在一个周期内,在Ⅰ、Ⅲ区域总共要经历两次圆周运动过程,每次转过的圆心角均为 所用总时间为 在Ⅱ区域要经历两次圆周运动过程,每次转过的圆心角均为,所用时间为 在Ⅱ区域要经过4次匀速直线运动过程,每次运动的距离为 所用总时间 故此粒子在一个周期内所经历的总时间为  
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考点分析:
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温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后,利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。可供选择的实验器材如下:

A.直流电源,电动势E=6V,内阻不计;

B.毫安表A1,量程为600mA,内阻约为0.5

C.毫安表A2,量程为10mA,内阻RA=100

D.定值电阻R0=400

E.滑动变阻器R=5

F.被测热敏电阻Rt,开关、导线若干。

(1)实验要求能够在0~5V范围内,比较准确地对热敏电阻的阻值Rt进行测量,请在图甲的方框中设计实验电路______

(2)某次测量中,闭合开关S,记下毫安表A1的示数I1和毫安表A2的示数I2,则计算热敏电阻阻值的表达式为Rt=______(用题给的物理量符号表示)。

(3)该小组的同学利用图甲电路,按照正确的实验操作步骤,作出的I2I1图象如图乙所示,由图可知,该热敏电阻的阻值随毫安表A2的示数的增大而____(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。将该热敏电阻接入如图丁所示电路,电路中电源电压恒为9V,内阻不计,理想电流表示数为0.7A,定值电阻R1=30,则由以上信息可求出定值电阻R2的阻值为______,此时该金属热敏电阻的温度为______℃。

 

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很多人都认为“力越小速度就越小”,为了检验这个观点是否正确,某兴趣小组的同学设计了这样的实验方案:在水平桌面上放一木块,木块后端与穿过打点计时器的纸带相连,前端通过定滑轮与不可伸长的细线相连接,细线上不等间距地挂了五个钩码,其中第四个钩码与第五个钩码之间的距离最大。起初木块停在靠近打点计时器的位置,第五个钩码到地面的距离小于木块到定滑轮的距离,如图甲所示。接通打点计时器,木块在钩码的牵引下,由静止开始运动,所有钩码落地后,木块会继续运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图乙是实验得到的第一个钩码落地后的一段纸带,纸带运动方向如箭头所示。(当地重力加速度大小g9.8m/s2

(1)根据纸带上提供的数据,可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的______段(用D1D2,…,D15字母区间表示);第四个钩码落地后至第五个钩码落地前木块在做______运动。

(2)根据纸带上提供的数据,还可以计算出第五个钩码落地后木块运动的加速度大小为______m/s2;木块与桌面间的动摩擦因数为=______。(计算结果保留两位有效数字)

(3)根据纸带上提供的数据,分析可知“力越小速度就越小”的观点是___的。(填“正确”或“错误”)

 

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如图所示,匀强磁场垂直铜环所在的平面向里,磁感应强度大小为B导体棒A的一端固定在铜环的圆心O处,可绕O匀速转动,与半径分别为r1r2的铜环有良好接触。通过电刷把大小铜环与两竖直平行正对金属板PQ连接成电路。R1R2是定值电阻,R1=R0R2=2R0,质量为m、电荷量为Q的带正电小球通过绝缘细线挂在PQ两板间,细线能承受的最大拉力为2mg,已知导体棒与铜环电阻不计,PQ两板间距为d,重力加速度大小为g。现闭合开关,则(  )

A.当小球向右偏时,导体棒A沿逆时针方向转动

B.当细线与竖直方向夹角为45°时,平行板电容器两端电压为

C.当细线与竖直方向夹角为45°时,电路消耗的电功率为

D.当细线恰好断裂时(此时小球的加速度为零),导体棒A转动的角速度为

 

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有一台理想变压器及所接负载如下图所示。在原线圈cd两端加上交变电流。已知b是原线圈中心抽头,电压表和电流表均为理想交流电表,电容器的耐压值足够大。下列说法正确的是(  )

A.开关S1始终接a,当滑片P向下滑动时电压表V1示数不变,电压表V2示数变大,电流表A2示数变小

B.开关S1始终接b,当滑片P向上滑动时R1的电功率增大,V2示数的变化量与A2示数的变化量之比不变

C.保持滑片P的位置不变,将开关S1b改接a,变压器输入功率变大

D.保持滑片P的位置不变,将开关S1a改接b,电容器所带电荷量的最大值将增大

 

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如图所示,质量为m的飞行器绕中心在O点、质量为M的地球做半径为R的圆周运动,现在近地轨道1上的P点开启动力装置,使其变轨到椭圆轨道3上,然后在椭圆轨道上远地点Q再变轨到圆轨道2上,完成发射任务。已知圆轨道2的半径为3R,地球的半径为R,引力常量为G,飞行器在地球周围的引力势能表达式为Ep=,其中r为飞行器到O点的距离。飞行器在轨道上的任意位置时,r和飞行器速率的乘积不变。则下列说法正确的是(  )

A.可求出飞行器在轨道1上做圆周运动时的机械能是

B.可求出飞行器在椭圆轨道3上运行时的机械能是-

C.可求出飞行器在轨道3上经过P点的速度大小vP和经过Q点的速度大小vQ分别是

D.飞行器要从轨道1转移到轨道3上,在P点开启动力装置至少需要获取的的动能是

 

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