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如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度...

如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极边缘的影响)。

已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时,刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、6ec8aac122bd4f6e、t0、B为已知量。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)

(1)求电压U0的大小。

(2)求t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。

(3)带电粒子在磁场中的运动时间。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)t=0时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动,t0时刻刚好从极板边缘射出,在y轴负方向偏移的距离为l/2,则有                    (1分)  Eq=ma    (1分)                   l/2=at02/2    (1分)                   联立解得两极板间偏转电压为。(2分) (2)t0时刻进入两极板的带电粒子,两极板没有电场,带电粒子做匀速直线运动。 带电粒子沿x轴方向的分速度大小为v0=l/t0    (2分) 设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R,则有  (1分) 联立⑤⑥式解得  (1分)。 (3)2t0时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短。带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为vy=at0, 设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为,则,(2分) 联立解得,带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示,圆弧所对的圆心角为,所求最短时间为, (1分) 带电粒子在磁场中运动的周期为,联立以上两式解得。(2分) 同理,t=0进入两极板的带电粒子在磁场中运动的时间最长为:(2分) 所以,带电粒子在磁场中的运动时间:(1分) 【解析】略
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考点分析:
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如图所示,在磁感应强度为B=2T,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,有一个由两条曲线状的金属导线及两电阻(图中黑点表示)组成的固定导轨,两电阻的阻值分别为R1=3Ω、R2=6Ω,两电阻的体积大小可忽略不计,两条导线的电阻忽略不计且中间用绝缘材料隔开,导轨平面与磁场垂直(位于纸面内),导轨与磁场边界(图中虚线)相切,切点为A,现有一根电阻不计、足够长的金属棒MN与磁场边界重叠,在A点对金属棒MN施加一个方向与磁场垂直、位于导轨平面内的并与磁场边界垂直的拉力F,将金属棒MN以速度v=5m/s匀速向右拉,金属棒MN与导轨接触良好,以切点为坐标原点,以F的方向为正方向建立x轴,两条导线的形状符合曲线方程说明: 6ec8aac122bd4f6e m,求:

(1)推导出感应电动势e的大小与金属棒的位移x的关系式.

(2)整个过程中力F所做的功.

(3)从A到导轨中央的过程中通过R1的电荷量.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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用同种材料制成倾角30°的斜面和长水平面,斜面长2.4m且固定,一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v0开始自由下滑,当v0=2 m/s时,经过0.8s后小物块停在斜面上。多次改变v0的大小,记录下小物块从开始运动到最终停下的时间t,作出t-v0图象,如图所示,求:

(1)小物块与该种材料间的动摩擦因数为多少?

(2)某同学认为,若小物块初速度为4m/s,则根据图象中t与v0成正比推导,可知小物块运动时间为1.6s。以上说法是否正确?若不正确,说明理由并解出你认为正确的结果。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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用速度为v0、质量为m1的He核轰击质量为m2的静止的7N核,发生核反应,最终产生两种新粒子A和B.其中A为8O核,质量为m3,速度为v3;B的质量为m4.

①计算粒子B的速度vB.

②粒子A的速度符合什么条件时,粒子B的速度方向与He核的运动方向相反.

 

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一个氘核(H)和一个氚核(H)结合成一个氦核并放出一个中子时,质量亏损为Δm,已知阿伏加德罗常数为NA,真空中的光速为c,若1 mol氘和1 mol氚完全发生上述核反应,则在核反应中释放的能量为________.

   A.NAΔmc2     B.2NAΔmc2     C.NAΔmc2    D.5NAΔmc2

 

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下列关于近代物理知识说法,你认为正确的是      

  A.汤姆生发现了电子,表明原子具有核式结构

  B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

  C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为该束光的波长太长

  D.按照波尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增加

 

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