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如图所示,两块平行金属极板MN水平放置,板长L=1 m.间距d= m,两金属板间...

如图所示,两块平行金属极板MN水平放置,板长L=1 m.间距d=满分5 manfen5.com m,两金属板间电压UMN=1×104 V;在平行金属板右侧依次存在ABC和FGH两个全等的正三角形区域,正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形的上顶点A与上金属板M平齐,BC边与金属板平行,AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点;正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B2.已知A、F、G处于同一直线上,B、C、H也处于同一直线上.AF两点的距离为满分5 manfen5.com m.现从平行金属板MN左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子,粒子质量m=3×10-10 kg,带电荷量q=+1×10-4 C,初速度v0=1×105 m/s.

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(1)求带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向;

(2)若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在AC边上,求该区域的磁感应强度B1

(3)若要使带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面,求B2应满足的条件.

 

(1) ×105 m/s 与水平方向夹角为30°;(2) T (3)大于T 【解析】 试题分析: (1)设带电粒子在电场中做类平抛运动时间为t,加速度为a,=ma 故a==×1010 m/s2 t==1×10-5 s 竖直方向的速度为vy=at=×105 m/s 射出电场时的速度为v==×105 m/s 速度v与水平方向夹角为θ,tan θ==,故θ=30°,即垂直于AB方向射出 (2)带电粒子出电场时竖直方向偏转的位移y=at2=m=d,即粒子由P点垂直AB边射入磁场,由几何关系知在磁场ABC区域内做圆周运动的半径为R1==m 由B1qv=知B1==0.45T (3)分析知当运动轨迹与边界GH相切时,对应磁感应强度B2最小,运动轨迹如图所示: 由几何关系可知R2+=1 故半径R2=(2-3) m 又B2qv=,故B2=T 所以B2应满足的条件为大于T. 考点:带电粒子在匀强磁场中的运动 【名师点睛】做好此类题目的关键是准确的画出粒子运动的轨迹图,利用几何知识求出粒子运动的半径,再结合半径公式和周期公式去分析。(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,根据平抛运动的基本规律即可求解;(2)求出带电粒子出电场时竖直方向的偏转的位移,根据几何关系及向心力公式即可求解磁场强度;(3)分析知当轨迹与边界GH相切时,对应磁感应强度B2最大,画出粒子运动轨迹根据几何关系及向心力公式即可求解磁场强度应满足的条件;  
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考点分析:
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我国不少省市ETC联网正式启动运行,ETC是电子不停车收费系统的简称.汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示.假设汽车以正常行驶速度v1=16 m/s朝收费站沿直线行驶,如果过ETC通道,需要在距收费站中心线前d=8 m处正好匀减速至v2=4 m/s,匀速通过中心线后,再匀加速至v1正常行驶;如果过人工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过t0=25 s缴费成功后,再启动汽车匀加速至v1正常行驶.设汽车在减速和加速过程中的加速度大小分别为a1=2 m/s2、a2=1 m/s2.求:

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(1)汽车过ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小;

(2)汽车通过ETC通道比通过人工收费通道速度再达到v1时节约的时间Δt是多少?

 

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实验课上老师布置两项任务,①测量一个电流计的内电阻,②测量干电池的电动势和内阻,实验台上准备了如下器材:

A.干电池1节,其电动势约为1.5 V,内电阻为0.3~0.8 Ω

B.待测电流计G,量程500 μA,内电阻约200 Ω

C.电阻箱(0~9 999 Ω)

D.定值电阻R0=400 Ω

E.电压表V:量程300 mV,内电阻约为500 Ω

F.电流表A:量程3 A,内电阻约为0.5 Ω

G.滑动变阻器R1:最大阻值10 Ω,额定电流1 A

H.开关S一个,导线若干

(1)请设计一个精确测定电流计内电阻的电路。

 

(2)电流计的内阻为r=________(字母表达式),式中各字母的含义为_________________。

(3)测量干电池的电动势和内阻时同学们发现没有合适的电压表,于是将电流计改装为一个量程为0~2 V的电压表,则电流计应________联一个电阻箱(填“串”或“并”),将其阻值调为________Ω(已经精确测量出电流计的内阻为r=220 Ω)。

 

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利用如图所示的实验装置做“探究合外力做的功与物体动能改变量的关系”实验,将光电门固定在轨道上的B点,用重物通过细线拉小车,小车质量为M,保持小车质量不变,改变所挂重物质量m进行多次实验,每次小车都从同一位置A由静止释放(g取10 m/s2)。

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(1)完成该实验时,________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力;

(2)实验时,发现传感器示数明显不等于重物的重力,其原因是_________________。

(3)在正确规范操作后,实验时除了需要读出传感器的示数F,测出小车质量M,还需测量的物理量有________,验证动能定理的表达式为________(用测得的物理量表示)。

 

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两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在y轴上的O、M两点,若规定无穷远处的电势为零,则在两电荷连线上各点的电势φ随y变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,则(  )

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A.q1与q2带异种电荷

B.A、N两点的电场强度大小为零

C.从N点沿y轴正方向,电场强度大小先减小后增大

D.将一正点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功

 

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如图所示,在排球比赛中,假设排球运动员某次发球后排球恰好从网上边缘过网,排球网高H=2.24 m,排球质量为m=300 g,运动员对排球做的功为W1=20 J,排球运动过程中克服空气阻力做功为W2=4.12 J,重力加速度g=10 m/s2。球从手刚发出位置的高度h=2.04 m,选地面为零势能面,则(  )

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A.与排球从手刚发出相比较,排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为6.72 J

B.排球恰好到达球网上边缘时的机械能为22 J

C.排球恰好到达球网上边缘时的动能为15.88 J

D.与排球从手刚发出相比较,排球恰好到达球网上边缘时动能的减少量为4.72 J

 

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