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(14分)如图所示,在xoy平面内,在x>0范围内以x轴为电场和磁场的边界,在x...

(14分)如图所示,在xoy平面内,在x>0范围内以x轴为电场和磁场的边界,在x<0范围内以第象限内的直线OM为电场与磁场的边界,OM与x轴负方向成θ=45°角,在边界的下方空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.1T,在边界的上方有沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E=32N/C;在y轴上的P点有一个不计重力的带电微粒,以沿x轴负方向的初速度v0=2×103m/s射出,已知OP=0.8cm,微粒所带电荷量q=-5×10-18C,质量m=1×10-24kg,求:

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(1)带电微粒第一次进入电场时的位置坐标;

(2)带电微粒从P点出发到第三次经过电磁场边界经历的总时间;

(3)带电微粒第四次经过电磁场边界时的速度大小。

 

(1)4×10-3 m;(2) 3.128×10-5 s;(3)m/s; 【解析】 试题分析:(1)带电微粒从P点开始在磁场中做匀速圆周运动,运动轨迹如图所示,第一次经过磁场边界上的A点,由半径公式 =4×10-3 m 因为OP=0.8cm,匀速圆周运动的圆心在OP的中点C,由几何关系可知,A点位置的坐标为(-4×10-3 m,-4×10-3 m)。 (2)带电微粒在磁场中做匀速圆周运动的周期为 =1.256×10-5 s 由图可知,微粒运动四分之一个圆周后竖直向上进入电场,故 t1==0.314×10-5 s 微粒在电场中先做匀减速直线运动到速度为零,然后反向做匀加速直线运动,微粒运动的加速度为 故在电场中运动的时间为 t2==2.5×10-5 s 微粒再次进入磁场后又做四分之一圆周运动,故 t3=t1=0.314×10-5 s 所以微粒从P点出发到第三次经过电磁场边界的时间为 t=t1+t2+t3=3.128×10-5 s (3)微粒从B点第三次经过电磁场边界水平向左进入电场后做类平抛运动,则加速度 =1.6×108 m/s2 则第四次到达电磁场边界时 x=v0t4 tan450= 解得 vy=at4=4×103 m/s 则微粒第四次经过电磁场边界时的速度为 ×103 m/s 考点:带电粒子在匀强磁场中的运动、带电粒子在电场中的运动  
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(9分)如图,质量m=1.0kg的物体(可视为质点)以v0=10m/s的初速度从水平面的某点向右运动并冲上半径R=1.0m的竖直光滑半圆环,物体与水平面间的动摩擦因数满分5 manfen5.com.求:

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(1)物体能从M点飞出,落到水平面时落点到N点的距离的最小值为多大?

(2)如果物体从某点出发后在半圆轨道运动过程途中离开轨道,求出发点到N点的距离x的取值范围.

 

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(6分)据《雄关周末》第51期报道,“经过5年艰苦奋战,备受关注的兰新高铁于2014年12月26日正式开通,这标志着世界一次性建设里程最长的高速铁路将全线开通运营”。高铁动车每节车厢长25m,全车由8节车厢编组而成,设计时速为250km/h。某次运行中,在乘务员以相对车厢2m/s的速度从车厢的一端走到另一端的过程中,全车恰好匀速通过了一座长600m的铁路桥,求火车过桥时的速度为多少?

 

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为了测定一节干电池的电动势和内阻,实验室中准备了下列器材:

待测干电池E(电动势约1.5V,内阻约1.0Ω)

电流表G(满偏电流3mA,内阻10Ω)

电流表A(量程0~0.60A,内阻约0.10Ω)

滑动变阻器R1(0~20Ω,2A)

滑动变阻器R2(0~100Ω,1A)

定值电阻R3=990Ω,开关S和导线若干

小明同学在某一次的测量过程中两电流表的指针偏转如图所示,则电流表A的读数为______A,电流表G的读数为______mA

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请在方框中画出他的实验电路图。(标明所选仪器的符号)

右下图为小明根据实验数据作出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),由该图线可得:被测干电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。

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在“探究求合力的方法”的实验中,用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点,在橡皮筋的另一端拴上两条细绳,细绳另一端系着绳套B、C(用来连接弹簧测力计)。其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。

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(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中与B相连的弹簧测力计的示数为         N。

(2)在实验中,如果只将OB、OC绳换成橡皮筋,其他步骤保持不变,那么实验结果      (选填“会”或“不会”)发生变化。

(3)在本实验中,F1和F2表示两个互成角度的力,F表示由平行四边形定则作出的F1与F2的合力; F′表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力,则各图中符合实验事实的是       

 

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用一段截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R (r<<R)的圆环。圆环落入磁感应强度为B的径向磁场中。如图所示,当圆环在加速下落时某一时刻的速度为v,则(      )

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A.此时整个环的电动势为E=2Bv满分5 manfen5.comR

B.忽略电感的影响,此时圆环中的电流I=B满分5 manfen5.comR2v/ρ

C. 此时圆环的加速度满分5 manfen5.com

D.如果径向磁场足够长,则圆环的最大速度满分5 manfen5.com

 

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