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下图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场...

下图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在X轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口,在Y上安放接收器,现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m,电量为q,不记其重力。

   (1)求上述粒子的比荷说明: 6ec8aac122bd4f6e

   (2)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻,在第一象限内再加一个匀强电场,就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动,求匀强电场的场强大小和方向,并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场;

   (3)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子,在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积,并在图中画出该矩形。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

第(1)问本题考查带电粒子在磁场中的运动。第(2)问涉及到复合场(速度选择器模型)第(3)问是带电粒子在有界磁场(矩形区域)中的运动。 (1)设粒子在磁场中的运动半径为r。如图甲,依题意M、P连线即为该粒子在磁场中作匀速圆周运动的直径,由几何关系得             ① 由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力,可得             ② 联立①②并代入数据得 =4.9×C/kg(或5.0×C/kg)   ③ (2)设所加电场的场强大小为E。如图乙,当粒子子经过Q点时,速度沿y轴正方向,依题意,在此时加入沿x轴正方向的匀强电场,电场力与此时洛伦兹力平衡,则有            ④ 代入数据得         ⑤ 所加电场的长枪方向沿x轴正方向。由几何关系可知,圆弧PQ所对应的圆心角为45°,设带点粒子做匀速圆周运动的周期为T,所求时间为t,则有         ⑥            ⑦ 联立①⑥⑦并代入数据得        ⑧ (3)如图丙,所求的最小矩形是,该区域面积                ⑨ 联立①⑨并代入数据得           矩形如图丙中(虚线) 【解析】略
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考点分析:
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如图所示,A,B两球之间用长6 m的柔软细线相连,将两球相隔0.8 s先后从同一高度同一点均以4.5 m/s的初速度水平抛出,求:

   (1)A球抛出后多长时间,A、B两球间的连线可拉直.

   (2)这段时间内A球离抛出点的水平位移多大?(g取10 m/s2

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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某小型实验水电站输出功率是20kW,输电线路总电阻是6Ω。

   (1)若采用380 V输电,求输电线路损耗的功率。

   (2)若改用5000 V高压输电,用户端利用n1:n2=22:1的变压器降压,求用户得到的电压。

 

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某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:

   (1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为     cm;

说明: 6ec8aac122bd4f6e 说明: 6ec8aac122bd4f6e

   (2)用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径为         mm;

   (3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为               Ω。

   (4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下: 说明: 6ec8aac122bd4f6e

待测圆柱体电阻R,

电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω),

电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω),

电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ),

电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ),

直流电源E(电动势4V,内阻不计),

滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A),

滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A),

开关S,导线若干,

为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,

请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

   (5)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为

ρ=        说明: 6ec8aac122bd4f6e。(保留2位有效数字)

 

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为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)。实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

   (1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车         (选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点。

   (2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

请根据实验数据作出小车的v-t图像。

   (3)通过对实验结果的分析,该同学认为:随着运动速度的增加,小车所受的空

气阻力将变大,你是否同意他的观点?请根据v-t图象简要阐述理由。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图甲所示,小车上固定着硬质支架,杆的端点固定着一个质量为m的小球.杆对小球的作用力的变化如图乙所示,则关于小车的运动,下列说法中正确的是(杆对小球的作用力由F1变化至F4)                         (    )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.小车可能向左做加速度增大的运动     

B.小车由静止开始向右做匀加速运动

C.小车的速度越来越大                 

D.小车的加速度越来越小

 

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