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如图所示,直线MN下方无磁场,上方空间存在两个匀强磁场,其分界线是半径为R的半圆...

如图所示,直线MN下方无磁场,上方空间存在两个匀强磁场,其分界线是半径为R的半圆,两侧的磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度大小都为B。现有一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从P点沿半径方向向左侧射出,最终打到Q点,不计粒子的重力。求:

(1)粒子从P点到Q点的最短运动时间及其对应的运动速率;

(2)符合条件的所有粒子的运动时间及其对应的运动速率。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)粒子的运动轨迹将磁场边界分成2等分时,对应有最短运动时间 由几何知识可得:粒子运动的半径r=R 又Bv0q=m 得v0= 由对称性可得,粒子刚好在磁场中运动一周t= (2)设粒子的运动轨迹将磁场边界分成n等分(n=2,3,4……) 由几何知识得:r=Rtan(n=2,3,4……) 粒子的速率为v0=tan(n=2,3,4……) 当n为偶数时,由对称性可得粒子在磁场中运动圈,t=T=(n=2,4,6……) 当n为奇数时,t为周期的整数倍加上第一段的运动时间,即 t=T+T=(n=3,5,7……) 【解析】略
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考点分析:
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宇航员抵达半径为R的星球表面后,做了如下的实验:取一竖直光滑圆轨道,一质量为m的物体以一定的初速度在竖直平面内做完整的圆周运动,如图所示。测量出当物体运动到圆周的最高点B位置时,物体对轨道的压力为F1;经过最低点A时,物体对轨道的压力为F2。已知引力常量为G,试根据题中所提供的条件和测量结果,求:(不考虑星球的自转)

(1)该星球表面的重力加速度;

(2)该星球的质量M。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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电动自行车是目前一种较为时尚的代步工具,某厂生产的一种电动自行车,设计质量(包括人)为m=80kg,动力电源选用能量存储量为“36V 10Ah”(即输出电压为36V,工作电流与工作时间的乘积为10安培小时)的蓄电池(不计内阻),所用电源的额定输出功率P=180W,由于电动机发热造成的损耗(其它损耗不计),自行车的效率为η=80%。如果自行车在平直公路上行驶时所受阻力跟行驶速率和自行车对地面的压力的乘积成正比,即f=kmgv,其中k=5.0×10-3s·m-1,求:

(1)该自行车保持额定功率行驶的最长时间是多少?

(2)自行车电动机的内阻为多少?

(3)自行车在平直的公路上能达到的最大速度为多大?

 

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如图所示,平行光滑U形导轨倾斜放置,倾角为θ=30°,导轨间的距离L=1.0m,电阻R=3.0Ω,导轨电阻不计。匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=2.0T,质量m=0.4kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ab垂直置于导轨上。现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小为F=5.0N的恒力,使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行。求金属棒ab达到匀速运动时的速度大小。(g取10m/s2)

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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现要测量某一电流表的内阻r1。给定器材有:

A.待测电流表A(量程300μA,内阻r1约为100Ω)

B.电压表V(量程3V,内阻r2=1kΩ)

C.电源E(电动势约4V,内阻忽略不计)

D.定值电阻R1=10Ω

E.滑动变阻器R2(阻值范围0~20Ω,允许通过的最大电流2.0A)

F.开关S,导线若干

要求测量时两电表指针的偏转均超过其量程的一半。

(1)画出测量电路原理图。

(2)电路接通后,测得电压表读数为U, 电流表读数为I,用已知和测得的物理量表示电流表内阻r1       

 

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(1)如图为一多用电表表盘示意图,多用电表的电阻测量挡共有“×1”、“×10”、“×100”、“×1k”四个。现用该表测量一阻值大约为2kΩ的电阻,应将选择开关调到     挡。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(2)一只黑箱有A、B、C三个接线柱(如图),规定每两个接线柱间最多只能接一个电器元件,并且已知黑箱内的电器元件是一只电阻和一只二极管。某同学利用多用电表的欧姆挡,用正确的操作方法依次进行了6次测量,将每次红、黑表笔的位置和测得的阻值都填入了下表。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

由表中的数据可以判定出黑箱内的电路图。请将电路图画入图中。(电阻用“说明: 6ec8aac122bd4f6e”表示,二极管用“说明: 6ec8aac122bd4f6e” 表示)

 

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