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(18分)如图所示,一带电粒子以某一速度在竖直平面内做匀速直线运动,经过一段时间...

(18分)如图所示,一带电粒子以某一速度在竖直平面内做匀速直线运动,经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的最小的圆形匀强磁场区域(图中未画出磁场区域),粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场. 电场强度大小为E,方向竖直向上. 当粒子穿出电场时速度大小变为原来的6ec8aac122bd4f6e倍. 已知带电粒子的质量为m,电量为q,重力不计. 粒子进入磁场前的速度与水平方向成6ec8aac122bd4f6e60°角. 试解答:

(1)粒子带什么电?

(2)带电粒子在磁场中运动时速度多大?

(3)该最小的圆形磁场区域的面积为多大?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)负电 (2) (3) 【解析】(1)根据粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知,粒子带负电.    (2分) (2)由于洛伦兹力对粒子不做功,故粒子以原来的速率进入电场中,设带电粒子进入 电场的初速度为v0,在电场中偏转时做类平抛运动,由题意知粒子离开电场时的 末速度大小为,将分解为垂直于电场方向(X方向)和平行于电场方向(y方向)的两个分速度:由几何关系知                                            ①…………(1分)                                            ②…………(1分)                                            ③…………(1分)                                             ④…………(1分) F=Eq                                              ⑤…………(1分) 联立①②③④⑤求解得:                        ⑥…………(2分) (3)如图所示,带电粒子在磁场中所受洛伦兹力作为向心力,设在磁场中做圆周运动的半径为R,圆形磁场区域的半径为r,则:                    ⑦…………(2分)             ⑧…………(3分) 由几何知识可得:  ⑨…………(1分) 磁场区域的最小面积为   ⑩…………(1分) 联立⑧⑨⑩求解得S=        …………(2分)
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考点分析:
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(14分) 宇航员在一行星上以10m/s的初速度竖直上抛一质量为0.2kg的物体,不计阻力,经2.5s后落回手中,已知该星球半径为7220km。

(1)该星球表面的重力加速度说明: 6ec8aac122bd4f6e多大?

(2)要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是多大?

(3)若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零,则当物体距离星球球心r时其引力势能说明: 6ec8aac122bd4f6e(式中m为物体的质量,M为星球的质量,G为万有引力常量)。问要使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是多大?

 

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(11分) 实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8 Ω·m。课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)他们使用多用电表粗测金属丝的电阻,操作过程分以下三个步骤:(请填写第②步操作)

①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔;选择电阻档“×1”;

②________________________________________________________________;

③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用电表的示数如图所示。

(2)根据多用电表示数为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从(b)的A、B、C、D四个电路中选择_________电路来测量金属丝电阻;

(3)他们使用千分尺测量金属丝的直径,示数如图所示,

金属丝的直径为_________mm;

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(4分)有一种新式游标卡尺,游标卡尺的刻度与传统的旧式游标卡尺明显不同,

新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”,使得读数时显得清晰明了,方便了使用者的

正确读取数据. 通常游标卡尺的刻度有10分度,20分度,50分度三种规格,新式游标

卡尺也有相应的三种,但刻度却是:19 mm等分成10份,39 mm等分成20份,99 mm

等分成50份.

(1)以“39 mm等分成20份”新式游标卡尺为例,它的精确度是_________mm.

(2)用新式游标卡尺测量某一物体的厚度,测量时游标卡尺的示数如下图所示,其读

数是_________mm.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为4R的 正方形均匀导线框ABCD从图示位置开始沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域,在下图中线框A、B两端电压UAB与线框移动距离6ec8aac122bd4f6e的关系图象正确的是(   )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示的电路中,闭合开关S,灯泡L1和L2均正常发光,由于某种原因灯L2灯丝突然烧断,其余用电器均不会损坏,则下列结论正确的是(   )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.电流表读数变大,电压表读数变小

B.灯泡L1变亮

C.电容器C上电荷量减小

D.电源的的输出功率可能变大

 

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