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如图所示,匀强电场方向竖直向上,匀强磁场方向水平且垂直纸面向里,有两个带电小球a...

如图所示,匀强电场方向竖直向上,匀强磁场方向水平且垂直纸面向里,有两个带电小球a和b,a恰能在垂直于磁场方向的竖直平面内做半径r=0.8 m的匀速圆周运动,b恰能以v=2 m/s的水平速度在垂直于磁场方向的竖直平面内向右做匀速直线运动.小球a、b质量ma=10 g,mb=40 g,电荷量qa=1×10-2C,qb= 2×10-2C,g=10m/s2。求:

(1)小球a和b分别带什么电?电场强度E与磁感应强度B的大小?

(2)小球a做匀速周周运动绕行方向是顺时针还是逆时针?速度大小va是多大?

(3)设小球b的运动轨迹与小球a的运动轨迹的最低点相切,当小球a运动到最低点即切点时小球b也同时运动到切点,a、b相碰后合为一体,设为c,在相碰结束的瞬间,c的加速度ac=?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)小球a在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动,电场力和重力的合力为零,电场力方向向上,所以小球a带正电,且有 mag=qaE··································································① E=10 N / C································································② 小球b做匀速直线运动,合力为零,带正电,且有 mbg=qbvB+qbE·····························································③ B=5T·····································································④ (2)小球a做匀速圆周运动绕行方向是逆时针方向。 由 得······························································⑤ va=4 m / s·································································⑥ (3)a、b相碰前速度方向相同,设碰后的共同速度为vc,则 ma va+mb v=(ma+mb) vc······················································⑦ vc=2.4 m / s································································⑧ 由牛顿第二定律得 mcac=qcE+qc vcB – meg······················································⑨ mc=ma+mb qc=(qa+qb) 解得ac=3.2 m / s2··························································⑩ 评分标准:本题满分18分。其中判断a、b带电性质各1分,a绕行方向1分,①式2分,②式1分,③式2分,④式1分,⑤式2分,⑥式1分,⑦式2分,⑧式1分,⑨式2分,⑩式1分。 【解析】略
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考点分析:
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质量为m=0.5kg的小球,从地面以速率6ec8aac122bd4f6eo=10m/s向上抛出,与距地面高h=3.2m的天花板相碰,碰后又落回抛出点,且落回时速率6ec8aac122bd4f6e=46ec8aac122bd4f6em/s。设小球与天花板碰撞时间为0.2s,求小球与天花板碰撞过程中,天花板给小球的平均作用力F大小(不计空气阻力,g=10m/s2)。

 

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(1)在“验证机械能守恒定律"的实验中,打点计时器接在电压为6 V、频率为5 0 Hz的交流  电源上,自由下落的重物质量为lkg。图所示为一条理想的纸带,单位是cm,g取9.8m/s2,O、A之间有几个计数点没画出。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

  ①打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=              

②从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量

ΔEp=      ,此过程中物体动能的增量ΔEk=         

③如果以v2/2为纵轴,以下降高度h为横轴,根据多组数据绘出v2/2-h的图象,这个图象应该是            。且图象上任意两点的纵坐标之差与横坐标之差的比等于          

(2)(8分)某同学想测量一段电阻丝的电阻率,其中使用了自己利用电流表改装的电压表。整个实验过程如下:

A.测量电流表的内阻。按图1连接电路,将电位器R调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;然后保持R的阻值不变,合上开关S2,调整电阻箱R′的阻值,使电流表指针达到半偏,记下此时R′ 的阻值;

B.计算出改装电压表应串联的电阻R0的值。将电阻R0与电流表串联,则R0与电流表共同构成一个新的电压表;

C.将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路,对改装的电压表进行校准;

D.利用校准后的电压表和另一块电流表,采用伏安法测量电阻丝的电阻;

E.测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度;

F.计算出电阻丝的电阻率。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

根据上述实验过程完成下列问题:

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d。其中一次测量结果如图3所示,图中读数为         mm;

(2) 已知电流表的满偏电流为200µA,若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R′的阻值为500Ω。要求改装后的电压表的量程为2V,则必须给电流表串联一个阻值为R0 =          Ω的电阻;

(3)在对改装后的电压表进行校准时,发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些,造成这个现象的原因是(    )

A.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏小

B.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏小

C.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏大

D.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏大

(4)在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时,由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度,因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。测量电阻丝的电阻时,可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。该同学根据这一系列a、b数据做出的a-b图线如图5所示,根据图线可知电阻丝的电阻值为          Ω。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,m=2.00×10-10kg的小球(可看成质点),带电量q=+8.00×10-8C,以初速度v0=1.00×102m/s从A点进入足够大的M、N板之间的区域,M、N间距离L=2.00m,电场强度E=2.50×10-2N/C,方向竖直向上,磁感应强度B=0.250T,方向水平向右。在小球运动的正前方固定一个与水平方向成θ=45°足够小的绝缘薄板,假设小球与薄板碰撞时无机械能损失,取g=10m/s2则  (  )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.带电小球不能到达N板          

B.带电小球能到达N板,且需2.00×10-2s时间

C.带电小球能到达N板,且需8.28×10-2s时间

D.带电小球能到达N板,因未知绝缘薄板与A点的距离,所以无法确定所需时间

 

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矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下静止不动,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如右图所示。t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里,在0~4s时间内,线框ab边受力随时间变化的图象(力的方向规定以向左为正方向)可能是下图中的

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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由于最近行星标准抬高了门槛,太阳系“缩编”,综合条件薄弱的冥王星被排挤出局。关于冥王星还有其他信息:它现在正处于温度较高的夏季,只有零下200摄氏度左右,号称“严寒地狱”,它的夏季时间相当于地球上的20年,除了夏季之外的其他季节,相当于地球上的228年,这颗星上的空气全被冻结,覆盖在其表面上,可认为是真空,但有一定的重力加速度,并假设其绕太阳的运动也可以按圆周运动处理。依据这些信息判断下列问题中正确的是 (   )

A.冥王星的公转半径一定比地球的公转半径大

B.冥王星的公转线速度一定比地球的公转线速度大

C.在冥王星上,如果从相同高度处同时释放的氢气球(轻质绝热材料制成,里面气体是气态的)和等大的石块都将竖直向下运动,且同时到达其表面

D.冥王星上的冬季温度有可能达到-300摄氏度

 

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