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(12分)如图,在真空中,半径为R的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂...

(12分)如图,在真空中,半径为R的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离也为R,板长为2R,两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上,两板左端与O1也在同一直线上。现有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,以速率v0从圆周上的最低点P沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进人磁场,当从圆周上的O1点飞出磁场时,给M、N板加上如右边图所示电压u,最后粒子刚好以平行于N板的速度从N板的边缘飞出,不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力,

(1)求磁场的磁感应强度B的大小;

(2)求交变电压的周期T和电压U0的值;

(3)若t=6ec8aac122bd4f6e时,将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1,仍以速率v0射人M、N之间,求粒子从磁场中射出的点到P点的距离.

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(1)    (2) (n=1,2,…) (3)2R 【解析】(1)粒子自P点进入磁场,从O1点水平飞出磁场,运动的半径必为b,则                   (2分) 解得                       (1分) (2)粒子自O1点进入磁场,最后恰好从N板的边缘平行飞出,设运动时间为t,则 2R=v0t                             (1分)                 (2分) t=nT(n=1,2,…)                (1分) 解得    (n=1,2,…)      (1分)  (n=1,2,…)      (1分) (3)当t=粒子以速度v0沿O2O1射入电场时,则该粒子恰好从M板边缘以平行于极板的速度射入磁场,且进入磁场的速度仍为v0,运动的轨道半径仍为R.    (1分) 设进入磁场的点为Q,离开磁场的点为O4,圆心为O3,如图所示,四边形OQ O3O4是菱形,故O O4∥ QO3.                                      (1分) 所以P、O、O4三点共线,即PO O4为圆的直径.即P O4间的距离为2R.   (1分) 本题考查带电粒子在复合场中的运动,粒子自P点进入磁场,从O1点水平飞出磁场过程中,由洛伦兹力提供向心力,可求得磁感强度大小,再由电场进入磁场过程中,电场力做功等于粒子动能变化,水平方向粒子做匀速直线运动,竖直方向匀加速直线运动,由电场力提供加速度,由运动学公式可求得运动时间,由电场的交替变化,水平方向分运动一直为匀速直线运动
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考点分析:
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(10分)一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在25m/s以内.问:

(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?

(2)判定警车在加速阶段能否追上货车?(要求通过计算说明)

(3)警车发动后要多长时间才能追上货车?

 

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(8分)在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,如图所示,场强大小E=6×105N/C,方向与x轴正方向相同,在O处放一个带电量q= 5×10-8C、质量m=0.010kg的带负电绝缘物块。物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,现在沿x轴正方向给物块一个初速度V0=2m/s,求物块最终停止时的位置。(g取10m/s2)

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(6分)2007年10月24日我国成功发射了“嫦娥一号”绕月卫星,我国计划2020年实现载人登月,若你通过努力学习、刻苦训练有幸成为中国登月第一人,而你为了测定月球表面附近的重力加速度进行了如下实验:在月球表面上空让一个小球由静止开始自由下落,测出下落高度h=20m时,下落的时间正好为t=5s。求:

(1)月球表面的重力加速度g为多大?

(2)小球下落2.5s时的瞬时速度为多大?

 

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在做“测定金属的电阻率”的实验时,有位同学按图所示电路进行连线,他共用7根导线:ab、cd、ef、ffˊ、eˊdˊ、dˊcˊ、bˊaˊ,由于其中有一根内部断开的导线,所以当他合上开关S后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表读数都约为4.5 V,电流表读数接近零。

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(1)根据上述现象可判断出是导线                 断开。

(2)若他用多用电表的直流电压挡进行检查,合上开关S后,那么选择开关最好

置于       挡。(填序号)

A、1V        B、5V         C、25V          D、250V

接下来测量ff’间直流电压时,红表笔应接触        端,若测试结果为4.5V,则是

导线        断开。

(3)用螺旋测微器测量金属丝的直径时,某一次测量结果如图所示,图中读数为       mm。

 

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在做“测定匀变速直线运动加速度”的实验中,取下一段如图所示的纸带研究其运动情况。设O点为计数的起始点,在四个连续的计数点中,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,若物体做理想的匀加速直线运动,则计数点A与起始点O之间的距离s1      cm,打计数点A时物体的瞬时速度为       m/s,物体的加速度为          m/s2(结果保留三位有效数字).

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