如图所示,在光滑、绝缘的水平面内,有一个正方形MNPQ区域,边长L=1m。半径R=20cm的圆形磁场与MN、MQ边均相切,与MQ边切于点A,磁感应强度B=0.5T,方向垂直于水平面向上。圆形磁场之外区域,有方向水平向左的匀强电场,场强大小E=0.5V/m。两个大小完全相同的金属小球a、b均视为质点。小球a的质量ma=2×10-5kg,电量q=+4×10-4C.小球b的质量mb=1×10-5kg,不带电,放在圆周上的D点静止, A、C、 D三点在同一直线上。小球a从A点正对磁场圆心C射入,会与球b在D点沿平行于MN的方向发生弹性碰撞,碰后忽略两球之间的相互作用力及小球重力。π=3.14,求:
(1)小球a射入磁场时的速度大小及小球a射入磁场到与小球b相碰撞经历的时间;
(2)小球a与b碰撞后在正方形MNPQ区域内运动,两球之间的最大距离。
高三物理解答题困难题
如图所示,在光滑、绝缘的水平面内,有一个正方形MNPQ区域,边长L=1m。半径R=20cm的圆形磁场与MN、MQ边均相切,与MQ边切于点A,磁感应强度B=0.5T,方向垂直于水平面向上。圆形磁场之外区域,有方向水平向左的匀强电场,场强大小E=0.5V/m。两个大小完全相同的金属小球a、b均视为质点。小球a的质量ma=2×10-5kg,电量q=+4×10-4C.小球b的质量mb=1×10-5kg,不带电,放在圆周上的D点静止, A、C、 D三点在同一直线上。小球a从A点正对磁场圆心C射入,会与球b在D点沿平行于MN的方向发生弹性碰撞,碰后忽略两球之间的相互作用力及小球重力。π=3.14,求:
(1)小球a射入磁场时的速度大小及小球a射入磁场到与小球b相碰撞经历的时间;
(2)小球a与b碰撞后在正方形MNPQ区域内运动,两球之间的最大距离。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,电阻不计的两光滑平行导轨固定在绝缘水平面上,导轨间距为1m。导轨中部有一个直径也为1m的圆形匀强磁场区域,与两导轨相切于M、N两点。磁感应强度大小为1T、方向竖直向下,长度略大于1m的金属棒垂直导轨水平放置在磁场区域中,并与区域圆直径MN重合。金属棒的有效电阻为,以劲度系数为 的水平轻质弹簧一端与金属棒中心相连,另一端固定在墙壁上,此时弹簧恰好处于原长。两导轨通过一阻值为的电阻与一电动势为4V、内阻为的电源相连,导轨电阻不计。若开关S闭合一段时间后,金属棒停在导轨上的某一位置,则该位置到MN的距离为
A. 0.3m
B. 0.35m
C. 0.4m
D. 0.45m
高三物理单选题中等难度题查看答案及解析
如图1,光滑绝缘水平平台MNQP为矩形, GH∥PQ,MP=NQ=1m,MN=GH=PQ=0.4m,平台离地面高度为h=2.45m。半径为R=0.2m的圆形匀强磁场区域,磁感应强度B=0.05T,方向竖直向上,与MP边相切于A点,与NQ边相切于D点,与GH相切于C点。平台上PGHQ区域内有方向由P指向G的匀强电场,场强大小为E=0.25V/m。平台右方整个空间存在方向水平向右的电场,场强大小也为E=0.25V/m,俯视图如图2。两个质量均为m=2×10-5kg的小球a、b,小球a带正电,电量q=4×10-4C,小球b不带电,小球a、b均可视为质点。小球a从A点正对圆心O射入磁场,偏转90°后离开磁场,一段时间后与静止在平台D点的小球b发生弹性碰撞,碰后两球离开平台,并在此后的运动过程中发生多次弹性碰撞,a球带电量始终不变,碰撞时间忽略不计。已知重力加速度g=10m/s2,π=3.14,不计空气阻力,求:
(1)小球a射入磁场时的速度大小;
(2)从小球a射入磁场到第一次与小球b相碰撞,小球a运动的路程;
(3)两个小球落地点与NQ的水平距离。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,ABCD区域中存在一个垂直纸面向里的有界匀强磁场,磁感应强度为B,BC边距地面高度正方形绝缘线圈MNPQ竖直放置,质量为m,边长为L,总电阻为R,PQ边与地面动摩擦因数为μ,在水平力F的作用下向右作直线运动通过磁场区域,下列说法正确的是
A. 线圈进入磁场过程中感应电流的方向沿QMNP
B. 线圈MN边完全处于磁场中运动时,MQ两点间电势差为0
C. 线圈进入磁场的过程中通过线圈导线某截面的电量为
D. 线圈进入磁场过程中若,则线圈将以速度v做匀速直线运动
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示,一根电阻为R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈,圆半径r=1m,圆形线圈质量m=1kg,此线圈放在绝缘光滑的水平面上,在y轴右侧有垂直于线圈平面B=0.5T的匀强磁场。若线圈以初动能E0=5J沿x轴方向滑进磁场,当进入磁场0.5m时,线圈中产生的电能为Ee=3J。求:
(1)此时线圈的运动速度
(2)此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压
(3)此时线圈加速度大小
高三物理简答题中等难度题查看答案及解析
一根粗细均匀电阻R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈,圆半径r=1m,圆形线圈质量m=1kg,此线圈放在绝缘光滑的水平面上,在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,如图所示.若线圈以初动能Ek0=5J沿x轴方向滑进磁场,当进入磁场1m时,线圈中产生的电能为E=3J.求:
(1)此时线圈的运动速度的大小;
(2)此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压;
(3)此时线圈加速度的大小。
高三物理简答题中等难度题查看答案及解析
一根粗细均匀电阻R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈,圆半径r=1m,圆形线圈质量m=1kg,此线圈放在绝缘光滑的水平面上,在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,如图所示.若线圈以初动能Ek0=5J沿x轴方向滑进磁场,当进入磁场1m时,线圈中产生的电能为E=3J.求:
(1)此时线圈的运动速度的大小;
(2)此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压;
(3)此时线圈加速度的大小。
高三物理简答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,矩形区域MNPQ内有水平向右的匀强电场,场强大小为,在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B,虚线框外为真空区域;半径为R、内壁光滑、内径很小的绝缘半圆管ADB固定在竖直平面内,直径AB垂直于水平虚线MN,圆心O恰在MN的中点,半圆管的一半处于电场中。一质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)从半圆管的A点由静止滑入管内,从B点穿出后,恰好通过B点正下方的C点。已知重力加速度为g,求:
(1)小球在到达B点瞬间时,半圆轨道对它作用力的大小;
(2)要使小球能够到达B点正下方C点,虚线框MNPQ的高度和宽度应满足的条件;(3)从B点开始计时,小球自B运动到C的过程中,经过多长时间小球的动能最小?
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在直角坐标系xOy平面内有一矩形区域MNPQ,矩形区域内有水平向右的匀强电场,场强为E;在y0的区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场,半径为R的光滑绝缘空心半圆管ADO固定在坐标平面内,半圆管的一半处于电场中,圆心O1为MN的中点,直径AO垂直于水平虚线MN,一质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)从半圆管的O点由静止释放,进入管内后从A点穿出恰能在磁场中做半径为R的匀速圆周运动,当粒子再次进入矩形区域MNPQ时立即撤去磁场,此后粒子恰好从QP的中点C离开电场。求
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)矩形区域的长度MN和宽度MQ应满足的条件?
(3)粒子从A点运动到C点的时间。
高三物理计算题简单题查看答案及解析
如图所示,在直角坐标系xOy平面内有一矩形区域MNPQ,矩形区域内有水平向右的匀强电场,场强为E;在y0的区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场,半径为R的光滑绝缘空心半圆管ADO固定在坐标平面内,半圆管的一半处于电场中,圆心O1为MN的中点,直径AO垂直于水平虚线MN,一质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)从半圆管的O点由静止释放,进入管内后从A点穿出恰能在磁场中做半径为R的匀速圆周运动,当粒子再次进入矩形区域MNPQ时立即撤去磁场,此后粒子恰好从QP的中点C离开电场。求
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)矩形区域的长度MN和宽度MQ应满足的条件?
(3)粒子从A点运动到C点的时间。
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