如图所示,固定的半圆弧形光滑轨道置于水平方向的匀强电场和匀强磁场中,轨道圆弧半径为R,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,电场强度为E,方向水平向左.一个质量为m的小球(可视为质点)放在轨道上的C点恰好处于静止、圆弧半径OC与水平直径AD的夹角为α(sinα=0.8).
(1)求小球带何种电荷,电荷量是多少?并说明理由.
(2)如果将小球从A点由静止释放,小球在圆弧轨道上运动时,对轨道的最大压力的大小是多少?
考点分析:
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如图所示,在xy平面上,一个以原点O为中心、半径为R的圆形区域内存在着一匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于xy平面向内.在O处原来静止着一个具有放射性的原子核
713N(氮),某时刻该核发生衰变,放出一个正电子和一个反冲核.已知正电子从O点射出时沿x轴正方向,而反冲核刚好不会离开磁场区域,正电子电荷量为e.不计重力影响和粒子间的相互作用.
(1)试写出
713N的衰变方程;(2)求正电子离开磁场区域时的位置.
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如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距l=1m,两轨道之间用R=2Ω的电阻连接,一质量m=0.5kg的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,杆及轨道的电阻均可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图(乙)所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了s′=2m停下,求:
(1)导体杆运动过程中的最大速度;
(2)拉力F作用过程中,电阻R上产生的焦耳热.
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(I)用纳米技术处理过的材料叫纳米材料,其性质与处理前相比会发生很多变化,如机械性能会成倍地增加,对光的反射能力会变得非常低,熔点会大大降低,甚至有特殊的磁性质.现有一种纳米合金丝,欲测定出其伸长量x与所受拉力F、长度L、截面直径D的关系.
(1)测量上述物理量需要的主要器材是:______、______、______等.
(2)若实验中测量的数据如下表所示,根据这些数据请写出x与F、L、D间的关系式:x=______(若用到比例系数,可用k表示)
长度 L/cm | 伸长 拉力F/N x/cm 直径 D/mm | 50.0 | 100.0 | 200.0 |
5.00 | 0.040 | 0.20 | 0.40 | 0.80 |
10.00 | 0.040 | 0.40 | 0.80 | 1.60 |
5.00 | 0.080 | 0.10 | 0.20 | 0.40 |
(3)在研究并得到上述关系的过程中,主要运用的科学研究方法是______(只需写出一种)
(4)若有一根合金丝的长度为20cm,截面直径为0.200mm,使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一,那么这根合金丝能承受的最大拉力为______ N.
(II)测量一块量程已知的电压表的内阻,器材如下:
A.待测电压表(量程3V,内阻未知)一块 B.电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一块
C.定值电阻(阻值5kΩ,额定电流0.5A)一个 D.电池组(电动势小于3V,内阻不计)一
E.多用电表一块 F.开关两只 G.导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)用多用电表进行粗测:多用电表电阻档有3种倍率,分别是×100Ω、×10Ω和×1Ω.该同学选择×10Ω倍率,用正确的操作方法测量时,发现指针偏转角度太小.为了较准确地进行测量,应重新选择倍率.重新选择倍率后,刻度盘上的指针位置如图1所示,那么测量结果大约是______Ω.
(2)为了更准确的测出该电压表内阻的大小,该同学设计了如图2中的甲、乙两个实验电路.你认为其中较合理的是______(填“甲”或“乙”)电路.其理由是:______.
(3)用你选择的电路进行实验时,需要直接测量的物理量______;用上述所测各量表示电压表内阻,其表达式应为R
v=______.
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如图所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长.则物体在振动过程中( )
A.物体在最低点时的弹力大小应为2mg
B.弹簧的弹性势能和物体动能总和不变
C.弹簧的最大弹性势能等于2mgA
D.物体的最大动能应等于mgA
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两个电池1和2的电动势E
1>E
2,它们分别向同一电阻R供电,电阻R消耗的电功率相同.比较供电时电池1和2内部消耗的电功率P
1和P
2电池的效率η
1和η
2的大小,则有( )
A.P
1>P
2,η
1>η
2B.P
1>P
2,η
1<η
2C.P
1<P
2,η
1>η
2D.P
1<P
2,η
1<η
2
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