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(18分)如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直...

(18分)如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为6ec8aac122bd4f6e,周期为6ec8aac122bd4f6e。在6ec8aac122bd4f6e时刻将一个质量为6ec8aac122bd4f6e、电量为6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e)的粒子由6ec8aac122bd4f6e静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在6ec8aac122bd4f6e时刻通过6ec8aac122bd4f6e垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)

6ec8aac122bd4f6e

(1)求粒子到达6ec8aac122bd4f6e时的速度大小6ec8aac122bd4f6e和极板距离6ec8aac122bd4f6e

(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件。

(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在6ec8aac122bd4f6e时刻再次到达6ec8aac122bd4f6e,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感强度的大小

 

(1)(2)(3)  【解析】(1)粒子由至的过程中,根据动能定理得                         ① 由①式得                          ② 设粒子的加速度大小为,由牛顿第二定律得                           ③ 由运动学公式得                            ④ 联立③④式得                         ⑤ (2)设磁感应强度大小为B,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R, 由牛顿第二定律得                            ⑥ 要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞,须满足                               ⑦ 联立②⑥⑦式得                        ⑧ (3)设粒子在两边界之间无场区向左匀速运动的过程用时为,有                                ⑨ 联立②⑤⑨式得                            ⑩ 若粒子再次达到时速度恰好为零,粒子回到极板间应做匀减速运动,设匀减速运动的时间为,根据运动学公式得                           ⑾ 联立91011式得                            ⑿ 设粒子在磁场中运动的时间为                ⒀ 联立⑩⑿⒀式得                            ⒁ 设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T,由6式结合运动学公式得                          ⒂ 由题意得                              ⒃ 联立⒁⒂⒃式得                          ⒄
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考点分析:
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(15分)如图所示,一工件置于水平地面上,其AB段为一半径6ec8aac122bd4f6e的光滑圆弧轨道,BC段为一长度6ec8aac122bd4f6e的粗糙水平轨道,二者相切与B点,整个轨道位于同一竖直平面内,P点为圆弧轨道上的一个确定点。一可视为质点的物块,其质量6ec8aac122bd4f6e,与BC间的动摩擦因数6ec8aac122bd4f6e。工件质6ec8aac122bd4f6e,与地面间的动摩擦因数6ec8aac122bd4f6e。(取6ec8aac122bd4f6e

6ec8aac122bd4f6e

(1)若工件固定,将物块由P点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求P、C两点间的高度差h。

(2)若将一水平恒力F作用于工件,使物体在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动

①求F的大小

②当速度时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移),物块飞离圆弧轨道落至BC段,求物块的落点与B点间的距离。

 

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在测量金属丝电阻率的试验中,可供选用的器材如下:

待测金属丝:6ec8aac122bd4f6e(阻值约6ec8aac122bd4f6e,额定电流约6ec8aac122bd4f6e);

电压表:6ec8aac122bd4f6e(量程6ec8aac122bd4f6e,内阻约6ec8aac122bd4f6e);

电流表:6ec8aac122bd4f6e(量程6ec8aac122bd4f6e,内阻约6ec8aac122bd4f6e);

6ec8aac122bd4f6e(量程6ec8aac122bd4f6e,内阻约6ec8aac122bd4f6e);

电源:6ec8aac122bd4f6e(电动势3V,内阻不计)

6ec8aac122bd4f6e(电动势12V,内阻不计)

滑动变阻器:6ec8aac122bd4f6e(最大阻值约6ec8aac122bd4f6e

螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。

①用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为          mm。

6ec8aac122bd4f6e

②若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选        、电源应选

       (均填器材代号),在虚线框中(间答题卡)完成电路原理图。

 

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某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图议所示。打点计时器电源的频率为50Hz。

6ec8aac122bd4f6e

6ec8aac122bd4f6e

①通过分析纸带数据,可判断物块在相邻计数点                 之间某时刻开始减速。

②计数点5对应的速度大小为         m/s,计数点6对应的速度大小为       m/s。(保留三位有效数字)。

③物块减速运动过程中加速度的大小为6ec8aac122bd4f6e=      m/s2,若用6ec8aac122bd4f6e来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值          (填“偏大”或“偏小”)。

 

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如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为6ec8aac122bd4f6e,上端接有定值电阻,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到6ec8aac122bd4f6e时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率为P,导体棒最终以6ec8aac122bd4f6e的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g,下列选项正确的是(    )

6ec8aac122bd4f6e

A.6ec8aac122bd4f6e

B.6ec8aac122bd4f6e

C.当导体棒速度达到6ec8aac122bd4f6e时加速度为6ec8aac122bd4f6e

D.在速度达到6ec8aac122bd4f6e以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功

 

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图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子(    )

6ec8aac122bd4f6e

A.带负电

B.在c点受力最大

C.在b点的电势能大于在c点的电势能

D.由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化

 

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