16.[威海一中]17.如图4所示.在以O为圆心.半径为R=10cm的圆形区域内.有一个水平方向的匀强磁场.磁感应强度大小为B=0.1T.方向垂直纸面向外.竖直平行放置的两金属板A.K相距为d=20mm.连在如图所示的电路中.电源电动势E=91V.内阻r=1Ω定值电阻R­1=10Ω.滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω.S1.S2为A.K板上的两上小孔.且S1.S2跟O点在垂直极板的同一直线上.OS2=2R.另有一水平放置的足够长的荧光屏D.O点跟荧光屏D之间的距离为H=2R.比荷为2×105C/kg的正离子流由S1进入电场后.通过S2向磁场中心射去.通过磁场后落到荧光屏D上.离子进入电场的初速度.重力.离子之间的作用力均可忽略不计.问: (1)请分段描述正离子自S1到荧光屏D的运动情况. (2)如果正离子垂直打在荧光屏上.电压表的示数多大? (3)调节滑动变阻器滑片P的位置.正离子到达荧光屏的最大范围多大? [解](1)正离子在两金属板间做匀加速直线运动.离开电场后做匀速直线运动.进入磁场后做匀速圆周运动.离开磁场后.离子又做匀速直线运动.直到打在荧光屏上. (2)设离子由电场射出后进入磁场时的速度为v. 因离子是沿圆心O的方向射入磁场.由对称性 可知.离子射出磁场时的速度方向的反向延长线 也必过圆心O.离开磁场后.离子垂直打在荧光 屏上(图中的O′点).则离子在磁场中速度方向 偏转了90°.离子在磁场中做圆周运动的径迹如 图答1所示. 由几何知识可知.离子在磁场中做圆周运动的圆 半径cm ① 设离子的电荷量为q.质量为m.进入磁场时的速度为v有 由.得 ② 设两金属板间的电压为U.离子在电场中加速.由动能定理有: ③ 而 ④ 由②③两式可得 ⑤ 代入有关数值可得U = 30V.也就是电压表示数为30V. (3)因两金属板间的电压越小.离子经电场后获得的速度也越小.离子在磁场中作圆周运动的半径越小.射出电场时的偏转角越大.也就越可能射向荧光屏的左侧. 由闭合电路欧姆定律有.1A 当滑动片P处于最右端时.两金属板间电压的最大.为= 90V, 当滑动片P处于最左端时.两金属板间电压最小.为= 10V, 两板间电压为10V时.离子射在荧光屏上的位置为所求范围的最左端点. 由②③可解得离子射出电场后的速度大小为v1 = 2×103m/s.离子在磁场中做圆运动的半径为r1 = 0.1m.或直接根据⑤式求得r1 = 0.1m.此时粒子进入磁场后的径迹如图答2所示.O1为径迹圆的圆心.A点为离子能射到荧光屏的最左端点.由几何知识可得: .所以 所以 cm = 20cm 而两板间电压为V时.离子射在荧光屏上 的位置为所求范围的最右端点.此时粒子进入磁场后 的径迹如图答3所示. 同理由②③可解得离子射出电场后的速度大小为 v2 = 6×103m/s.离子在磁场中做圆运动的半径为 r2 = 0.3m.或直接由⑤式求得r2 = 0.3m.由几何 知识可得 即β= 120° 所以cm = 20cm 离子到达荧光屏上的范围为以O′为中点的左右两侧20cm. 【查看更多】

 

题目列表(包括答案和解析)

(12分)如图18所示,在xOy平面上第Ⅰ象限内有平行于y轴 的有界匀强电场,方向如图所示.y轴上一点P的坐标为(0,y0),有一电子以垂直于y轴的初速度v0从P点垂直射入电场中,当匀强电场的场强为E1时,电子从A点射出,A点坐标为(xA,0),当场强为E2时,电子从B点射出,B点坐标为(xB,0).已知电子的电荷量为e,质量为m,不计电子的重力,E1、E2未知.

(1)求匀强电场的场强E1、E2之比;                            
(2)若在第Ⅳ象限过Q点放一张垂直于xOy平面的感光胶片,Q点的坐标为(0,-y0),
求感光胶片上曝光点的横坐标xA′、xB′之比.

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(12分)如图6所示是某矿井中的升降机由井底上升到井口的过程中的运动图像,试根据图像回答下列问题:

(1)分析各段的运动情况;

(2)计算各段的加速度。                                                          

 

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(12分)如图16所示,在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a、b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。求:

(1)B点的电场强度的大小和方向。

(2)试判断点电荷Q的电性,并说明理由。

(3)点电荷Q的位置坐标。

 

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 (12分)如图甲所示,一质量为m="1.0" kg的木块从倾角为α=37º、长度为L="3.2" m的固定粗糙斜面顶端由静止开始运动,同时木块受水平向左的风力作用,且水平风力与风速成正比,木块在斜面上下滑时的加速度a与风速v之间的关系如图乙所示。已知sin 37º=0.6,cos 37º=0.8,取重力加速度大小为g="10" m/s2,请求解:

     

(1)木块与斜面间的动摩擦因数

(2)风速v="3.0" m/s时木块沿斜面下滑的时间t及木块所受水平风力F的大小。

 

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(12分)如图16所示,竖直放置的等距离金属导轨宽0.5 m,垂直于导轨平面向里的匀强磁场的磁感应强度为B=4 T,轨道光滑、电阻不计,ab、cd为两根完全相同的金属棒,套在导轨上可上下自由滑动,每根金属棒的电阻为1 Ω.今在ab棒上施加一个竖直向上的恒力F,这时ab、cd恰能分别以0.1 m/s的速度向上和向下做匀速滑行.(g取10 m/s2)试求:

(1)两棒的质量;
(2)外力F的大小.

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同步练习册答案