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如图所示,无重力空间中有一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向外,...

如图所示,无重力空间中有一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向外,大小为B,沿x轴放置一个垂直于xOy平面的较大的荧光屏,P点位于荧光屏上,在y轴上的A点放置一放射源,可以不断地沿平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m、电荷量+q的同种粒子,这些粒子打到荧光屏上能在屏上形成一条亮线,P点处在亮线上,已知OA=OP=l,求:
(1)若能打到P点,则粒子速度的最小值为多少?
(2)若能打到P点,则粒子在磁场中运动的最长时间为多少?

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(1)粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,当半径最小时,对应的粒子的速度最小.在各种轨迹中,最小的直径是AP.再根据牛顿定律求出最小的速度. (2)能打到P点,当轨迹所对的圆心角最大时,粒子在磁场中运动的时间最长.当粒子沿y轴正方向射出,恰好打在P点时,时间最长. 【解析】 (1)设粒子的速度大小为v时,其在磁场中的运动半径为R,     则由牛顿运动定律有:qBv=m     若粒子以最小的速度到达P点时,其轨迹一定是以AP为直径的圆(如图中圆O1所示)由几何关系知:sAP=    R=     则粒子的最小速度v= (2)粒子在磁场中的运动周期T= 设粒子在磁场中运动时其轨迹所对应的圆心角为θ,则粒子在磁场中的运动时间为:    由图可知,在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图中圆O2所示,此时粒子的初速度方向竖直向上,    由几何关系有:    则粒子在磁场中运动的最长时间: 答:(1)若能打到P点,则粒子速度的最小值为度v=.     (2)若能打到P点,则粒子在磁场中运动的最长时间为间.
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考点分析:
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如图(a)所示,倾斜放置的光滑平行导轨,长度足够长,宽度L=0.4m,自身电阻不计,上端接有R=0.3Ω的定值电阻.在导轨间MN虚线以下的区域存在方向垂直导轨平面向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场.在MN虚线上方垂直导轨放有一根电阻r=0.1Ω的金属棒.现将金属棒无初速度释放,其运动时的v-t图象如图(b)所示,重力加速度取g=10m/s2.求:
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(1)斜面的倾角θ和金属棒的质量m;
(2)在2~5s时间内整个回路产生的热量Q是多少(结果保留一位小数).
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水上滑梯可简化成如图所示的模型,斜槽AB和水平槽BC平滑连接,斜槽AB的竖直高度H=6.0m,倾角θ=37°.水平槽BC长d=2.0m,BC面与水面的距离h=0.80m,人与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.10.取重力加速度g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6.一小朋友从滑梯顶端A点无初速地自由滑下,求:
(1)小朋友沿斜槽AB下滑时加速度的大小a;
(2)小朋友滑到C点时速度的大小υ;
(3)在从C点滑出至落到水面的过程中,小朋友在水平方向位移的大小x.

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Ⅰ.用如图所示的实验装置来验证牛顿第二定律.
①为消除摩擦力的影响,实验前平衡摩擦力的具体操作为:取下______,把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节,直到轻推小车后,小车能沿木板做______运动.
②某次实验测得的数据如下表所示,根据这些数据在坐标图中描点并作出a-manfen5.com 满分网图线,从a-manfen5.com 满分网图线求得合外力大小为______N(计算结果保留两位有效数字).manfen5.com 满分网
Ⅱ.某物理兴趣小组的同学想用如图甲所示的电路探究一种热敏电阻的温度特性.
(1)请按电路原理图将图乙中所缺的导线补接完整.为了保证实验的安全,滑动变阻器的滑动触头P在实验开始前应置于______端(选填“a”或“b”)
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(2)正确连接电路后,在保温容器中注入适量冷水.接通电源,调节R记下电压表和电流表的示数,计算出该温度下的电阻值,将它与此时的水温一起记入表中.改变水的温度,测量出不同温度下的电阻值.该组同学的测量数据如下表所示,请你在图丙的坐标纸中画出该热敏电阻的R-t关系图.对比实验结果与理论曲线(图中已画出)可以看出二者有一定的差异.除了读数等偶然误差外,还可能是什么原因造成?______
温度/℃30405060708090100
阻值/kΩ7.85.33.42.21.51.10.90.7
(3)已知电阻的散热功率可表示为P=k(t-t),其中k是比例系数,t是电阻的温度,t是周围环境温度.现将本实验所用的热敏电阻接到一个恒流电源中,使流过它的电流恒为40mA,t=20℃,k=0.16W/℃.由理论曲线可知:
①该电阻的温度大约稳定在______℃;    ②此时电阻的发热功率为______W.
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真空中,两个相距L的固定点电荷E、F所带电荷量分别为QE和QF,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向.电场线上标出了M、N两点,其中N点的切线与EF连线平行,且∠NEF>∠NFE.则( )
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A.E带正电,F带负电,且QE>QF
B.在M点由静止释放一带正电的检验电荷,检验电荷将沿电场线运动到N点
C.过N点的等势面与过N点的切线垂直
D.负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
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如图所示,竖直平面内放一直角杆,杆的水平部分粗糙,动摩擦因数μ=0.2,杆的竖直部分光滑.两部分各套有质量均为1kg的小球A和B,A、B间用细绳相连.初始A、B均处于静止状态,已知:OA=3m,OB=4m.若A球在水平拉力F的作用下向右缓慢地移动1m(取g=10m/s2),那么该过程中拉力F做功为( )
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A.14J
B.12J
C.10J
D.4J
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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