(l0分)磁聚焦被广泛的应用在电真空器件中,如图所示,在坐标中存在有界的匀强聚焦磁场,方向垂直坐标平面向外,磁场边界PQ直线与x轴平行,距x轴的距离为,边界POQ的曲线方程为。且方程对称y轴,在坐标x轴上A处有一粒子源,向着不同方向射出大量质量均为m、电量均为q的带正电粒子,所有粒子的初速度大小相同均为v,粒子通过有界的匀强磁场后都会聚焦在x轴上的F点.已知A点坐标为(-a,0),F点坐标为(a,0).不计粒子所受重力和相互作用求:
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)粒子射入磁场时的速度方向与x轴的夹角为多大时,粒子在磁场中运动时间最长,最长对间为多少?
(10分)有一项人体飞镖项目,可将该运动简化为以下模型(如图所示):手握飞镖的小孩用不可伸长的细绳系于天花板下,在A处被其父亲沿垂直细绳方向推出,摆至最低处B时小孩松手,飞镖依靠惯性飞出命中竖直放置的圆形靶的靶心O,圆形靶的最高点C与B在同一高度, A、B、C三点处在同一竖直平面内,且BC与圆形靶平面垂直.已知小孩质量为m,绳长为L,BC距离为d,靶的半径为R,AB高度差为h.不计空气阻力,小孩和飞镖均可视为质点.
(1)求孩子在A处被推出时的初速度大小;
(2)如果飞镖脱手时沿BC方向速度不变,但由于小孩手臂的水平抖动使其获得了一个垂直于BC的水平速度,要让飞镖能够击中圆形靶,求的取值范围.
(8分)如图所示,在区域I和区域Ⅱ内分别存在匀强电场,电场强度大小均为E,但方向不同.在区域I内场强方向沿y轴正方向,区域Ⅱ内场强方向未标明,都处在平面内,一质量为m,电量为q的正粒子从坐标原点O以某一初速度沿x轴正方向射入电场区域I,从P点进入电场区域Ⅱ,到达Ⅱ区域右边界Q处时速度恰好为零.P点的坐标为.不计粒子所受重力,求:
(1)带电粒子射入电场区域I时的初速度;
(2)电场区域Ⅱ的宽度。
(8分)某兴趣小组在研究测物块P与软垫间的动摩擦因数时,提出了一种使用刻度尺和秒表的实验方案:将软垫一部分弯折形成斜面轨道与水平轨道连接的QCE形状,并将其固定在竖直平面内,如图所示,将物块P从斜面上A处由静止释放,物块沿粗糙斜面滑下,再沿粗糙水平面运动到B处静止,设物块通过连接处C时机械能不损失,重力加速度g取l0m/ s2,用秒表测得物块从A滑到B所用时间为2s,用刻度尺测得A、C间距60cm,C、B间距40cm.求:
(1)物块通过C处时速度大小;
(2)物块与软垫间的动摩擦因数.
(8分)如图所示,光滑金属球的质量G=40N.它的左侧紧靠竖直的墙壁,右侧置于倾角=37°的斜面体上。已知斜面体处于水平地面上保持静止状态,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)墙壁对金属球的弹力大小;
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向
在探究规格为“6V,3W”的小电珠L。伏安特性曲线实验中,
(1)实验室提供了9V的电压源和量程为3V、内阻为5k,电压表,出于安全考虑,要将其改装成量程为9V的电压表,则在改装时应将电阻R= k与量程为3v的电压表连接.
(2)选用量程为0.6A,内阻约为4的电流表和量程为9V的电压表连接在电路中测小电珠的电压和电流.实验中要使系统误差尽量小,且电表示数变化范围尽量大,你认为以下实验电路应选____(填写相应的字母)