高中物理

如图,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L。一质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻均不计。
(1)如图1,若轨道左端接一电动势为E、内阻为r的电源和一阻值未知的电阻。闭合开关S,导体棒从静止开始运动,经过一段时间后,导体棒达到稳定最大速度vm,求此时电源的输出功率。
(2)如图2,若轨道左端接一电容器,电容器的电容为C,导体棒在水平恒定拉力的作用下从静止(t=0)开始向右运动。电容器两极板电势差随时间变化的图象如图3所示,已知t1时刻电容器两极板间的电势差为U1。求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小。
 

  • 更新:2020-03-19
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如图所示的坐标系,在y轴左侧有垂直纸面、磁感应强度为B的匀强磁场。在x=L处,有一个与x轴垂直放置的屏,y轴与屏之间有与y轴平行的匀强电场。在坐标原点O处同时释放两个均带正电荷的粒子A和B,粒子A的速度方向沿着x轴负方向,粒子B的速度方向沿着x轴正方向。已知粒子A的质量为m,带电量为q,粒子B的质量是n1m,带电量为n2q(n1、n2均为正整数),释放瞬间两个粒子的速率满足关系式。若已测得粒子A在磁场中运动的半径为r,粒子B击中屏的位置到x轴的距离也等于r。粒子A和粒子B的重力均不计。

(1)若r、m、q、B已知,求vA
(2)求粒子A和粒子B打在屏上的位置之间的距离(结果用r、n1、n2表示)。

  • 更新:2020-03-19
  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图所示,K与虚线MN之间是加速电场,虚线MN与PQ之间是匀强电场,虚线PQ与荧光屏之间是匀强磁场,且MN、PQ与荧光屏三者互相平行,电场和磁场的方向如图所示,图中A点与O点的连线垂直于荧光屏。一带正电的粒子从A点离开加速电场,速度方向垂直于偏转电场方向射入偏转电场,在离开偏转电场后进入匀强磁场,最后恰好垂直地打在荧光屏上。已知电场和磁场区域在竖直方向足够长,加速电场电压与偏转电场的场强关系为U=Ed,式中的d是偏转电场的宽度,磁场的磁感应强度B与偏转电场的电场强度E和带电粒子离开加速电场的速度v0关系符合表达式v0=。若题中只有偏转电场的宽度d为已知量。
(1)画出带电粒子轨迹示意图。
(2)磁场的宽度L为多少?
(3)带电粒子在电场和磁场中垂直于v0方向的偏转距离分别是多少?

  • 更新:2020-03-19
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一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V,经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1kΩ。到目的地经变压器T2降压,使额定电压为220V的用电器正常工作。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,T1和T2为理想变压器,发电机处于满负荷工作状态,试求:
(1)输电线上的功率损失和电压损失;
(2)T1和T2原、副线圈匝数比。

  • 更新:2020-03-19
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如图甲,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 37°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab,测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨距为L = 2m,重力加速度g取l0m/s2,轨道足够长且电阻不计。求:
(1)杆ab下滑过程中感应电流的方向及R=0时最大感应电动势E的大小;
(2)金属杆的质量m和阻值r;
(3)当R = 4Ω时,求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W。

  • 更新:2020-03-19
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如图所示,竖直平面内有足够长的金属导轨,轨距0.2m,金属导体棒ab可在导轨上无摩擦地上下滑动,ab的电阻为0.4Ω,导轨电阻不计,导体棒ab的质量为0.4g,垂直纸面向里的匀强磁场的磁应强度为0.2T,且磁场区域足够大,当ab导体棒自由下落0.4s时,突然接通电键K,求:(g取10m/s2

(1)K接通的瞬间,ab导体棒的加速度;
(2)ab导体棒匀速下落的速度。

  • 更新:2020-03-19
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如图所示,水平方向大小为B的匀强磁场的上下边界分别是MN、PQ,磁场宽度为L。一个边长为的正方形导线框(L>2)从磁场上方竖直下落,线框的质量为m,电阻为R,运动过程中上下两边始终与磁场边界平行,若线框进入磁场过程中感应电流保持不变。(运动过程中空气阻力不计,重力加速度为g。)求:

(1)线框下端进入磁场时的速度;
(2)线框下端即将离开磁场时线框的加速度;
(3)若线框上端离开磁场时线框恰好保持平衡,求线框离开磁场的过程中流经线框电量q和线框完全通过磁场产生的热量Q。

  • 更新:2020-03-19
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如图所示,一个质量为m,带q(q >0)电量的粒子在BC边上的M点以速度v垂直于BC边飞入正三角形ABC。为了使该粒子能在AC边上的N点垂直于AC边飞出该三角形,可在适当的位置加一个垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个也是正三角形的区域内,且不计粒子的重力,试求:

(1)画出正三角形区域磁场的边长最小时的磁场区域及粒子运动的轨迹;
(2)该粒子在磁场里运动的时间t;
(3)该正三角形区域磁场的最小边长。

  • 更新:2020-03-19
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飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器。已知a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。

(1)当a、b间的电压为U1,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器。求离子到达探测器的全部飞行时间。
(2)为保证离子不打在极板上,试求U2与U1的关系。

  • 更新:2020-03-19
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如图所示空间分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三个足够长的区域,各边界面相互平行,其中Ⅰ、Ⅱ区域存在匀强电场EI=1.0×104 V/m,方向垂直边界面竖直向上;E×105 V/m,方向水平向右,Ⅲ区域磁感应强度B=5.0 T,方向垂直纸面向里,三个区域宽度分别为d1=5.0 m,d2=4.0 m,d3=10m。一质量m=1.0×10-8 kg、电荷量q=1.6×10-6C的粒子从O点由静止释放,粒子重力忽略不计。求:

(1)粒子离开区域Ⅰ时的速度大小;
(2)粒子从区域Ⅱ进入区域Ⅲ时的速度方向与边界面的夹角;
(3)粒子从O点开始到离开Ⅲ区域时所用的时间。

  • 更新:2020-03-19
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如图是有两个量程的电流表,当使用a、b两个端点时,量程为3A,当使用a、c两个端点时,量程为0.6A。已知表头的内阻Rg为200Ω,满偏电流Ig为2mA,求电阻R1、R2的值。

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如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm,两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为−2×105C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J。则:

(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?
(2)A、B两点的电势差UAB为多少?
(3)匀强电场的场强为多大?

  • 更新:2020-03-19
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在如图所示的空间区域里,y轴左方有一匀强电场,场强方向跟y轴正方向成60°,大小为;y轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.20T。有一质子以速度=2.0×m/s,由轴上的A点(10cm,0)沿与轴正方向成30°斜向上射入磁场,在磁场中运动一段时间后射入电场,后又回到磁场,经磁场作用后又射入电场。已知质子质量近似为=1.6×kg,电荷=1.6×C,质子重力不计。求:

(1)质子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)质子从开始运动到第二次到达y轴所经历的时间;(计算结果保留3位有效数字)
(3)质子第三次到达y轴的位置坐标。

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如图所示,质量为m的带电小球用长为L的绝缘细线(不可伸长)悬挂于O点,并处在场强为E、水平向左的匀强电场中。球静止时,丝线与竖直方向的夹角为θ=370。现将小球拉至虚线所示位置(细线水平拉直,与O点相同高度)后从静止开始释放,则:

(1)小球带何种电荷,电量是多少?
(2)求小球摆动到最低点时速度v的大小和细线所受拉力FT的大小。

  • 更新:2020-03-19
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如图所示,一质量为m,电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场,然后让粒子经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到底片D上。

(1)粒子进入磁场时的速率。
(2)求粒子在磁场中运动的轨道半径。

  • 更新:2020-03-19
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