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如图所示,两平行金属板A、B长度为l,直流电源能提供的最大电压为U,位于极板左侧...

如图所示,两平行金属板A、B长度为l,直流电源能提供的最大电压为U,位于极板左侧中央的粒子源可以沿水平方向向右连续发射质量为m、电荷量为-q、重力不计的带电粒子,射入板间的粒子速度均为ν0。在极板右侧有一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,分布在环带区域中,该环带的内外圆的圆心与两板间的中心重合于O点,环带的内圆半径为R1。当变阻器滑动触头滑至b点时,带电粒子恰能从右侧极板边缘射向右侧磁场。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)问从板间右侧射出的粒子速度的最大值νm多少?

(2)若粒子射出电场时,速度的反向延长线与ν0所在直线交于说明: 6ec8aac122bd4f6e点,试证明说明: 6ec8aac122bd4f6e点与极板右端边缘的水平距离x说明: 6ec8aac122bd4f6e,即说明: 6ec8aac122bd4f6e与O重合,所有粒子都好像从两板的中心射出一样;

   (3)为使粒子不从磁场右侧穿出,求环带磁场的最小宽度d。

 

(1)当两板间加最大电压时,从右侧极板边缘飞出的粒子速度最大。由动能定理得  (3分) 解出       (3分) (2)如图,设粒子在电场中的侧移为y,则 =     (2分) 又l=v0t      y=t  (2分) 联立解得x=  (2分) (3)射出粒子速度最大时,对应磁场区域最大,设最大轨迹半径为rm,则 qvmB=        (2分) 如图所示,设环带外圆半径为R2,所求d= R2-R1  (2分) R12+rm2=(R2-rm)2   解得  (2分)           (2分) 【解析】略
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考点分析:
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如图所示,质量M=0.40kg的靶盒A位于光滑水平导轨上,开始时静止在O点,在O点右侧有范围很广的“相互作用区域”,如图中的虚线区域。当靶盒A进入相互作用区域时便有向左的水平恒力F=20N作用。在P处有一固定的发射器B,它可根据需要瞄准靶盒每次发射一颗水平速度v0=50m/s、质量m=0.10kg的子弹,当子弹打入靶盒A后,便留在盒内,碰撞时间极短。若每当靶盒A停在或到达O点时,就有一颗子弹进入靶盒A内,求:

(1)当第一颗子弹进入靶盒A后,靶盒A离开O点的最大距离

(2)当第三颗子弹进入靶盒A后,靶盒A从离开O点到又回到O点所经历的时间

(3)当第100颗子弹进入靶盒A时,靶盒A已经在相互作用区中运动的时间说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力Fx垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止)。某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时(如图),滑板做匀速直线运动,相应的k=54kg/m,人和滑板的总质量为108kg,试求(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,忽略空气阻力):

(1)水平牵引力的大小;

(2)滑板的速率;

(3)水平牵引力的功率。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测量金属丝的长度l=0.810 m.金属丝的电阻大约为4Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)从图中读出金属丝的直径为         mm.

(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:

A.直流电源:电动势约4.5 V,内阻很小;

B.电流表A1:量程0~0.6 A,内阻0.125Ω;

C.电流表A2:量程0~3.0 A,内阻0.025Ω;

D.电压表V:量程0~3 V,内阻约3 kΩ;

E.滑动变阻器R1:最大阻值100Ω;

F.滑动变阻器R2:最大阻值50Ω;

G.开关、导线等.

(3)尽可能提高测量的精度,则在可供选择的器材中,应该选用的电流表是      ,应该选用的滑动变阻器是         

(4)根据所选的器材,在如图所示的方框中画出实验电路图.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(5)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx= 4.1Ω,则这种金属材料的电阻率为_________Ω·m.(保留一位有效数字)

 

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某探究学习小组的同学欲探究“滑块与桌面间的动摩擦因数”他们在实验室组装了一套如图1所示的装置,另外他们还找到打点计时器及所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、纸带、钩码若干。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

   (1)小组同学的实验步骤如下:用天平称量滑块的质量M =300g,将滑块放在水平桌面上并连接上纸带,用细线通过滑轮挂上两个钩码(每个钩码质量为100g),调整滑轮高度使拉滑块的细线与桌面平行,让钩码拉动滑块由静止开始加速运动,用打点计时器记录其运动情况。

实验纸带的记录如图2所示,图中前几个点模糊,因此从A点开始每打5个点取一个计数点,若电源频率为50赫兹,则物体运动的加速度为     m/s2。(结果保留两位有效数字),滑块与桌面间的动摩擦因数μ=            (重力加速度为g=10m/s2)。

(2)为提高实验结果的准确程度,某同学对此实验提出以下建议:

①绳的质量要轻

②在“轻质绳”的前提下,绳子越长越好

③实验时尽量保持拉动滑块的细线与桌面平行

④尽量保证钩码只沿竖直方向运动,不要摇晃

以上建议中确实对提高准确程度有作用的是         。(在答题卡上对应区域填入选项前的编号)

(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议:                                                     

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如右图所示,ABCD为两个平行的水平光滑金属导轨,处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中. ABCD的间距为L,左右两端均接有阻值为R的电阻.质量为m长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上,与导轨接触良好,并与轻质弹簧组成弹簧振动系统.开始时,弹簧处于自然长度,导体棒MN具有水平向左的初速度v0,经过一段时间,导体棒MN第一次运动到最右端,这一过程中AC间的电阻R上产生的焦耳热为Q,则

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.初始时刻导体棒所受的安培力大小为

B.当导体棒第一次到达最右端时,弹簧具有的弹性势能为mv-2Q

C.当导体棒再次回到初始位置时,AC间电阻R的热功率为

D.从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中,整个回路产生的焦耳热为

 

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