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如图所示,在坐标系xOy所在平面内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标O1(a , ...

如图所示,在坐标系xOy所在平面内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标O1a , 0),圆内分布有垂直xOy平面的匀强磁场。在坐标原点O处有一个放射源,放射源开口的张角为90°,x轴为它的角平分线。带电粒子可以从放射源开口处在纸面内朝各个方向射出,其速率v、质量m、电荷量+q均相同。其中沿x轴正方向射出的粒子恰好从O1点的正上方的P点射出。不计带电粒子的重力,且不计带电粒子间的相互作用。

(1)求圆形区域内磁感应强度的大小和方向;

(2)a.判断沿什么方向射入磁场的带电粒子运动的时间最长,并求最长时间;

b.若在ya的区域内加一沿y轴负方向的匀强电场,放射源射出的所有带电粒子运动过程中将在某一点会聚,若在该点放一回收器可将放射源射出的带电粒子全部收回,分析并说明回收器所放的位置。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)(2)(3)(2a,0) 【解析】(1)设圆形磁场区域内的磁感应强度为B,带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力提供向心力: 其中R=a 则: 由左手定则判断磁场方向垂直于xOy平面向里  (6分) (2)沿与x轴45°向下射出的带电粒子在磁场中运动的时间最长,轨迹如图,根据几何关系粒子离开磁场时速度方向沿y轴正方向,∠OO3Q=135º。 设该带电粒子在磁场中运动的时间为t,根据圆周运动周期公式得:   所以:                 (7分) (3)设某带电粒子从放射源射出,速度方向与x轴的夹角为α,做速度v的垂线,截取OO4=a,以O4为圆心a为半径做圆交磁场边界于M点。由于圆形磁场的半径与带电粒子在磁场中运动的半径均为a,故OO1MO4构成一个菱形,所以O4M与x轴平行,因此从放射源中射出的所有带电粒子均沿y轴正方向射出。带电粒子在匀强电场中做匀减速直线运动,返回磁场时的速度与离开磁场时的速度大小相等方向相反,再进入磁场做圆周运动,圆心为O5,OO4O5N构成一平行四边形,所以粒子在磁场中两次转过的圆心角之和为180°,第二次离开磁场时都经过N点。故收集器应放在N点,N点坐标为(2a,0)。   (6分)
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如图所示,在竖直面内有一个光滑弧形轨道,其末端水平,且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切,并平滑连接。AB两滑块(可视为质点)用轻细绳拴接在一起,在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开,弹簧迅速将两滑块弹开,其中前面的滑块A沿圆形轨道运动通过轨道最高点时对轨道的压力大小恰等于其所受重力的大小。已知圆形轨道的半径R=0.60m,滑块A的质量mA=0.16kg,滑块B的质量mB=0.04kg,两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度h=0.80m,重力加速度g取10m/s2,空气阻力可忽略不计。求:

(1)AB两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小;

(2)滑块A被弹簧弹开时的速度大小;

(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。

 

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实验:回答下列问题(1)测定电流表内阻的实验中备用的器材有          

A.电流表(量程100μA)

B.电阻箱(阻值范围0~9999Ω)

C.电阻箱(阻值范围0~99999Ω)

D.电源(E = 6V ,有内阻)

导线和电键若干

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①如果采用如图所示的电路测定电流表A的内阻,并且要得到较好精度,那么从以上的器材中,可变电阻R1应选       ,R2应选        (用字母代号填空)

②如果实验时要进行的步骤有:A.合上K1;     B.合上K2

C.观察R1的阻值是否最大,若不是,将R1的阻值调至最大;

D.调节R1的阻值,使电流表指针偏转至满刻度;

E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半;

F.记下R2的阻值。

把以上步骤的字母代号按实际的合理顺序填在下面横线上          

③如果在步骤F中所得R2的阻值为600Ω,则图中电流表内阻Rg的测量值为      

如果要将第①小题中电流表改装成量程为0~5V的电压表,则改装的方法是将电流表串联一个阻值为         Ω的电阻。

该实验测得的电流表内阻Rg      Rg真(填“大于”、“小于”或“等于”)。

 

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同学为了探究杆转动时的动能表达式,设计了如图所示的实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处,杆由水平位置静止释放,用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h

⑴设杆的宽度为LL很小),A端通过光电门的时间为t,则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为   ▲   

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

 

 

 

说明: 6ec8aac122bd4f6e

⑵调节h的大小并记录对应的速度vA,数据如上表。为了形象直观地反映vAh的关系,请选择适当的纵坐标并画出图象。

⑶当地重力加速度g取10m/s2,结合图象分析,杆转动时的动能Ek=    ▲    (请用质量m、速度vA表示)。

 

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如图所示,水平传送带AB距离地面的高度为h,以恒定速率v0顺时针运行。甲、乙两滑块(视为质点)之间夹着一个压缩轻弹簧(长度不计),在AB的正中间位置轻放它们时,弹簧立即弹开,两滑块以相同的速率分别向左、右运动。下列判断正确的是:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧,且距释放点的水平距离可能相等

B.甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧,但距释放点的水平距离一定不相等

C.甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧,且距释放点的水平距离一定相等

D.甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧,但距释放点的水平距离一定不相等

 

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南方某地发生泥石流灾害,一辆挖掘机在抗险救灾过程中,刚好将一大石块抵在竖直崖壁上保持静止,如图所示,下列说法正确的是:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A. 此时石块受的力可能是三个也可能是四个

B. 挖掘机斜向上支撑力越大,崖壁对石块的摩擦力越大

C. 挖掘机支撑力适当减小方向不变,可将石块缓缓放下来

D. 挖掘机支撑力逐渐增大方向不变,一定可使石块沿崖壁向上运动

 

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