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如图所示,在半径为的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆形区域...

如图所示,在半径为满分5 manfen5.com的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆形区域右侧有一竖直感光板,圆弧顶点P有一速率为v0的带正电的粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电荷量为q,粒子重力不计.

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(1)若粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;

(2)若粒子对准圆心射入,且速率为满分5 manfen5.com,求它打到感光板上时速度的垂直分量;

(3)若粒子以速率v0从P点以任意角射入,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上.

 

(1)(2)(3)见解析 【解析】 试题分析:(1)设带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为r,由牛顿第二定律得 所以 带电粒子在磁场中的运动轨迹为四分之一圆周,轨迹对应的圆心角为. 则它在磁场中运动的时间 (2)由(1)知,当时,带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为,其运动轨迹如图所示. 由几何关系可知∠PO2O=∠OO2A=30° 所以带电粒子离开磁场时偏转角为60° 粒子打到感光板上时速度的垂直分量为 (3)由(1)知,当带电粒子以射入时,粒子在磁场中的运动轨迹半径为,设粒子射入方向与方向之间的夹角为,带电粒子从区域边界射出,带电粒子的运动轨迹如图所示. 因PO3=O3S=PO=SO=R 所以四边形POSO3为菱形 由几何关系可知: 在S点的速度方向与垂直,因此,带电粒子射出磁场时的方向为水平方向,离开磁场后垂直打在感光板上,与入射的方向无关. 考点:考查带电粒子在磁场中的运动 【名师点睛】在求解带电粒子在匀强磁场中的运动时,先根据信息画出粒子的运动轨迹,然后根据洛伦兹力提供向心力求出带电粒子在磁场中运动的轨道半径,从而根据几何关系求出圆弧的圆心角大小,通过弧长和速度求出在磁场中运动的时间  
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考点分析:
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回旋加速器是用于加速带电粒子流,使之获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒间狭缝中形成匀强电场,使粒子每穿过狭缝都得到加速;两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面.离子源置于盒的圆心,释放出电量为q、质量为m的离子,离子最大回旋半径为Rm,磁场强度为B,其运动轨迹如图所示.求:

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(1)离子离开加速器时速度多大?

(2)设离子初速度为零,两D形盒间电场的电势差为U,盒间距离为d,求加速到上述能量所需时间(粒子在缝中时间不忽略)。

 

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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外,还有:

A.直流电源(电动势约为5 V,内阻可不计)

B.直流电流表(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω)

C.直流电流表(量程0~600 mA,内阻约为5 Ω)

D.直流电压表(量程0~15 V,内阻约为15 kΩ)

E.直流电压表(量程0~5 V,内阻约为10 kΩ)

F.滑动变阻器(最大阻值10 Ω,允许通过的最大电流为2 A)

G.滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,允许通过的最大电流为0.5 A)

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.

(1)实验中电流表应选用________,电压表应选用________,滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示).

(2)请按要求将图中所示的器材连成实验电路.

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(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示.现把实验中使用的小灯泡接到如图所示的电路中,其中电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,定值电阻R=9 Ω,此时灯泡的实际功率为________W(结果保留两位有效数字)

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用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图所示,此示数为________mm.用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02 mm)测定某圆柱的直径时,卡尺上的示数如图所示,可读出圆柱的直径为________mm.

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均匀导线制成的正方形闭合线框abcd,线框的匝数为n、边长为L、总电阻为R、总质量为m,将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方某高度处,如图所示,释放线框,让线框由静止自由下落,线框平面保持与磁场垂直,cd边始终与水平的磁场边界平行,已知cd边刚进入磁场时,线框加速度大小恰好为满分5 manfen5.com,重力加速度为g,则线框cd边离磁场边界的高度h可能为(  )

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A. 满分5 manfen5.com        B. 满分5 manfen5.com       C. 满分5 manfen5.com           D. 满分5 manfen5.com

 

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如图所示,顶角θ=45°的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中.一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向右滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r.导体棒与导轨接触点为a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.t=0时导体棒位于顶角O处,则流过导体棒的电流强度I、导体棒内产生的焦耳热Q、导体棒做匀速直线运动时水平外力F、导体棒的电功率P各量大小随时间变化的关系正确的是

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