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(18分)如图所示,以两虚线为边界,中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场,宽度...

(18分)如图所示,以两虚线为边界,中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场,宽度为6ec8aac122bd4f6e,两侧为相同的匀强磁场,方向垂直纸面向里。一质量为6ec8aac122bd4f6e、带电量6ec8aac122bd4f6e、重力不计的带电粒子,以初速度6ec8aac122bd4f6e垂直边界射入磁场做匀速圆周运动,后进入电场做匀加速运动,然后第二次进入磁场中运动,此后粒子在电场和磁场中交替运动。已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍,第三次是第一次的三倍,以此类推。求

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)粒子第一次经过电场的过程中电场力所做的功6ec8aac122bd4f6e

(2)粒子第6ec8aac122bd4f6e次经过电场时电场强度的大小6ec8aac122bd4f6e

(3)粒子第6ec8aac122bd4f6e次经过电场所用的时间6ec8aac122bd4f6e

(4)假设粒子在磁场中运动时,电场区域场强为零。请画出从粒子第一次射入磁场至第三次离开电场的过程中,电场强度随时间变化的关系图线(不要求写出推导过程,不要求标明坐标刻度值)。

 

(1) (2) (3) (4)图见解析 【解析】(1)设磁场的磁感应强度大小为,例子第次进入磁场时的半径为,速度为,由牛顿第二定律得          ①    由①式得             ② 因为,所以                 ③ 对于粒子第一次在电场中的运动,由动能定理得         ④ 联立③④式得                  ⑤ (2)粒子第次进入电场时速度为,出电场时速度为,有       ⑥ 由动能定理得      ⑦ 联立⑥⑦式得           ⑧ (3)设粒子第n次在电场中运动的加速度为,由牛顿定律的           ⑨ 由运动学公式得                    ⑩ 联立⑥⑧⑨⑩式得                     11 (4)如图所示。 或
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(15分) 如图所示,四分之一圆轨道6ec8aac122bd4f6e与水平轨道6ec8aac122bd4f6e相切,它们与另一水平轨道6ec8aac122bd4f6e在同一竖直面内,圆轨道6ec8aac122bd4f6e的半径R=0.45m,水平轨道6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e=3m, 6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e均光滑。一滑块从O点由静止释放,当滑块经过A点时,静止在CD上的小车在F=1.6N的水平恒力作用下启动,运动一段时间后撤去力F。当小车在CD上运动了6ec8aac122bd4f6e=3.28m时速度v=2.4m/s,此时滑块恰好落入小车中。已知小车质量M=0.26ec8aac122bd4f6e,与CD间的动摩擦因数6ec8aac122bd4f6e=0.4。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(取g=10m/6ec8aac122bd4f6e)求

(1)恒力F的作用时间t。

(2)6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e的高度差h。

 

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(12分)请完成以下两小题。

(1)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别于弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e,并测出间距6ec8aac122bd4f6e开始时讲模板置于6ec8aac122bd4f6e处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数6ec8aac122bd4f6e,以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数6ec8aac122bd4f6e,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到6ec8aac122bd4f6e处的时间6ec8aac122bd4f6e

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①木板的加速度可以用6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e表示为6ec8aac122bd4f6e=               ;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)         

② 改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数6ec8aac122bd4f6e的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是                 

说明: 6ec8aac122bd4f6e

③ 用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是                    

a.可以改变滑动摩擦力的大小

b.可以更方便地获取多组实验数据

c.可以比较精确地测出摩擦力的大小

d.可以获得更大的加速度以提高实验精度

(2)在测定金属电阻率的试验中,某同学连接电路如图所示。闭合电键后,发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好,电源电动势为E):

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是              (填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)。

②若电流表、电压表示数均为零,该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至       档(填“欧姆×100”“直流电压10V”或者“直流电流2.56ec8aac122bd4f6e”),再将          (填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱,把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路,则多用电表的示数依次是                     

 

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如图所示,倾角说明: 6ec8aac122bd4f6e的粗糙斜面固定在地面上,长为6ec8aac122bd4f6e、质量为6ec8aac122bd4f6e、粗细均匀、质量分布均匀的软绳至于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.物块的机械能逐渐增加

B.软绳重力势能共减少了说明: 6ec8aac122bd4f6e

C.物块重力势能的减少等于软绳摩擦力所做的功

D.软绳重力势能的减少小于其动能增加与客服摩擦力所做功之和

 

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如图所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B,方向相反且垂直纸面,MN、PQ为其边界,OO’为其对称轴。一导线折成变长为6ec8aac122bd4f6e的正方形闭合回路abcd,回路在纸面内以恒定速度vo向右运动,当运动到关于OO’对称的位置时

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.穿过回路的磁通量为零

B.回路中感应电动势大小为6ec8aac122bd4f6e

C.回路中感应电流的方向为顺时针方向

D.回路中ab边与cd边所受安培力方向相同

 

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某电场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.6ec8aac122bd4f6e点场强大于6ec8aac122bd4f6e点场强

B.6ec8aac122bd4f6e点电势高于6ec8aac122bd4f6e点电势

C.若将一试电荷6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e点释放,它将沿电场线运动到6ec8aac122bd4f6e

D.若在6ec8aac122bd4f6e点再固定一点电荷6ec8aac122bd4f6e,将一试探电荷6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e移至6ec8aac122bd4f6e的过程中,电势能减小

 

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