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

如图所示,在半径为R=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B,圆形区域右侧有一竖直感光板,从圆弧顶点P以速率v0的带正电粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电量为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.comv0,求它打到感光板上时速度的垂直分量;

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

 

(1)它在磁场中运动的时间. (2)它打到感光板上时速度的垂直分量为. (3)证明如下. 【解析】【解析】 (1)设带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r,由牛顿第二定律得 r=R 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,如图所示, 则 (2)由(1)知,当时,带电粒子在磁场中运动的轨道半径为. 其运动轨迹如图所示, 由图可知∠PO2O=∠OO2R=30°. 所以带电粒子离开磁场时偏转原来方向60° (3)由(1)知,当带电粒子以v0射入时,带电粒子在磁场中的运动轨道半径为R. 设粒子射入方向与PO方向夹角为θ,带电粒子从区域边界S射出,带电粒子运动轨迹如图所示. 因PO3=O3S=PO=SO=R 所以四边形POSO3为菱形 由图可知:PO∥O3S,v3⊥SO3 因此,带电粒子射出磁场时的方向为水平方向,与入射的方向无关. 答:(1)它在磁场中运动的时间. (2)它打到感光板上时速度的垂直分量为. (3)证明如上. 【点评】本题考查带电粒子在磁场中的运动,掌握带电粒子在磁场中运动的半径公式.本题对数学几何能力要求较高,需加强这方面的训练.  
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考点分析:
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如图,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=0.50m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,场强的大小E=1.0×104 N/C,现有质量m=0.20kg,电荷量q=8.0×10﹣4 C的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,已知sAB=1.0m,带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5.假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.求:(g=10m/s2

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(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度;

(2)带电体最终停在何处.

 

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如图所示的电路中,电源电动势E=10V,内阻r=0.5Ω,电动机的电阻R0=1.0Ω,电阻R1=1.5Ω.电动机正常工作时,电压表的示数U1=3.0V.求:

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(1)电源释放的电功率;(即IE)(电路中总电流等于满分5 manfen5.com

(2)电动机消耗的电功率及将电能转化为机械能的功率.

 

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粗细均匀的直导线MN的两端悬挂在两根相同的轻质弹簧下边,MN恰好在水平位置,如图所示.已知MN的质量m=10g,MN的长度l=49cm,沿水平方向与MN垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T.(取g=9.8m/s2

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(1)要使两根弹簧能处于自然状态,既不被拉长,也不被压缩,MN中应沿什么方向、通过多大的电流?

(2)若导线中有从M到N方向的、大小为0.2A的电流通过时,两根弹簧均被拉长了△x=1mm,求弹簧的劲度系数.

 

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高2017级10班物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡,其标称功率值为0.75W,额定电压值已模糊不清.他们想测定其额定电压值,于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U=满分5 manfen5.com=满分5 manfen5.com V=1.22V.他们怀疑所得电压值不准确,于是,再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡的U﹣I图线,进而分析灯泡的额定电压.

A.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)

B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)

C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)

D.滑动变阻器R1(0~20Ω)

E.滑动变阻器R2(0~100Ω)

F.电源E(电动势4.0V,内阻不计)

G.开关S和导线若干

H.待测灯泡L(额定功率0.75W,额定电压未知)

(1)在如图1所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图,指出上述器材中,电流表选择      (填“A1”或“A2”);滑动变阻器选择      (填“R1”或“R2”).

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(2)在实验过程中,该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,当电压达到1.23V时,发现灯泡亮度很暗,当达到2.70V时,发现灯泡已过亮,便立即断开开关,并将所测数据记录在下边表格中.

次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.20

0.60

1.00

1.40

1.80

2.20

2.70

I/mA

80

155

195

227

255

279

310

请你根据实验数据在图2中作出灯泡的U﹣I图线.

(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为      V;这一结果大于1.23V,其原因是     

 

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某金属导线长度为L,粗细均匀,为测定这种金属材料的电阻率,吴老师带领物理研究性小组做如下测量.

(1)用多用表测量该元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转过大,因此需选择      倍率的电阻挡(填:“×10”或“×1k”),并欧姆调零后再进行测量,多用表的示数如图1所示,测量结果R为      Ω.

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(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图2所示,则直径d是      mm.

(3)这种金属材料的电阻率ρ=     .(用题中字母L、R、d表示答案)

 

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