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如图所示的平行板器件中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=...

如图所示的平行板器件中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0.40T,方向垂直纸面向里,电场强度E=2.0×105V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B2的匀强磁场,磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°.一束带电量q=8.0×10-19C,质量m=8.0×10-26kg的正离子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区.(正离子重力不计)
(1)离子运动的速度为多大?
(2)要使离子都不能打到x轴上,AOy区域内磁感应强度大小B2应满足什么条件?
(3)若AOy区域内磁感应强度大小B2介于0.25T到0.5T之间,试求正离子经过x轴时的区域范围.
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(1)粒子做的直线运动,则受力平衡,根据受力平衡可以求得粒子的速度的大小; (2)要使离子都不能打到x轴上,那么粒子最大的半径应该与虚线OA相切,有几何关系即可求得磁感应强度的大小; (3)根据磁感应强度的大小可以求得粒子的运动的半径的大小,由几何关系可求出正离子经过x轴时的区域范围. 【解析】 (1)设正离子的速度为v,由于沿中线PQ做直线运动,则有qE=qvB 代入数据解得  v=5.0×105m/s      (2)如图所示,由几何关系可知使离子不能打到x轴上的最大半径 设使离子都不能打到x轴上,最小的磁感应强度大小为B, 则     代入数据解得   则 B2≥0.60T(或B2>0.60T) (3)当B2=0.5T,由得r2=0.10m   由轨迹可知,则离子经过x轴上的N点,ON=r2=0.10m 当B2=0.25T,由得r3=0.20m     由轨迹可知,离子经过x轴上的M点, OM=r3=0.2m                     则离子经过x轴时的区域范围为.
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考点分析:
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如图,带电量为+q、质量为m的粒子(不计重力)由静止开始经A、B间电场加速后,沿中心线匀速射入带电金属板C、D间,后粒子由小孔M沿径向射入一半径为R的绝缘筒,已知C、D间电压为U,板间距离为d,C、D间与绝缘筒内均有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度分别为B、B.
(1)求粒子在C、D间穿过时的速度v
(2)求A、B间的加速电压U;
(3)粒子与绝缘筒壁碰撞,速率、电荷量都不变,为使粒子在筒内能与筒壁碰撞4次(不含从M孔出来的一次)后又从M孔飞出,求筒内磁感应强度B (用三角函数表示).

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如图(甲)所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.现用一外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图(乙)所示.
(1)试分析说明金属杆的运动情况;
(2)求第2s末外力F 的瞬时功率.
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如图所示,竖直平面内有一与水平面成θ=30°的绝缘斜面轨道AB,该轨道和一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道BCD相切于B点.整个轨道处于竖直向下的匀强电场中,现将一质量为m带正电的滑块(可视为质点)从斜面上的A点静止释放,滑块能沿轨道运动到圆轨道的最高D点后恰好落到斜面上与圆心O等高的P点,已知带电滑块受到的电场力大小为Eq=mg,滑块与斜面轨道间的动摩擦因数为μ=manfen5.com 满分网,空气阻力忽略不计.求:
(1)滑块经过D点时的速度大小;
(2)滑块经过圆轨道最低C点时,轨道对滑块的支持力FC
(3)B处的速度及A、B两点之间的距离d.

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(1)某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度.实验过程如下:在斜面上铺上白纸,用图钉钉住;把滴水计时器固定在小车的末端;调节滴水计时器的滴水速度,使其每0.2s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准);在斜面顶端放置一浅盘,把小车放在斜面顶端,把调好的滴水计时器盛满水,使水滴能滴人浅盘内;随即在撤去浅盘的同时放开小车,于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹;小车到达斜面底端时立即将小车移开.
图乙为实验得到的一条纸带,用刻度尺量出相邻点之间的距离是s01=1.40cm,s12=2.15cm,s23=2.91cm,s34=3.65cm,s45=4.41cm,s56=5.15cm.试问:
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①滴水计时器的计时原理与课本上介绍的______ 计时原理类似.
②关于该实验,以下说法正确的是:
A.本实验将木板倾斜的目的是为了平衡小车在运动过程中受到的摩擦力
B.本实验将木板倾斜的目的是为了使小车的重力沿斜面方向的分力大于小车所受的摩擦力,使小车作匀加速直线运动
C.小车的质量越大,小车向下运动的加速度越大
D.本实验还需要用到秒表,才能测出小车的加速度
③由纸带数据计算可得计数点5所代表时刻的瞬时速度v5=______m/s,小车的加速度a=______(结果保留2位有效数字);
(2)现有以下器材:电流表A(量程0.6A、内阻rA=0.5Ω),电阻箱R(量程99.99Ω),待测电阻Rx,直流电源(电动势E和内阻r待测),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,带铁夹的导线若干.
某探究实验小组设计如图甲所示的实验电路,用来测定待测电阻的阻值Rx、直流电源的电动势E和内阻r.
(1)按图甲所示的电路,将图乙所示的实物连线补画完整manfen5.com 满分网
(2)测量电阻Rx的阻值
①将开关S1闭合、开关S2接a,读出电流表的示数I1
②保持开关S1闭合,将开关S2接b,调节电阻箱R的阻值,使得电流表的示数也
为I1,此时电阻箱的阻值R=4.00Ω,则Rx=______Ω
(3)测电源的电动势E和内阻r
将开关S1闭合、开关S2接b,调节电阻箱R的阻值,记下电流表的示数I,得到若干组 R、I的数据(见表),请在图丙所示的坐标纸上作出manfen5.com 满分网-R的图象,并根据图象求得电动势E=______V,内阻r=______Ω(保留两位有效数字).
次数12345
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(1)某同学利用验证动量守恒定律的实验装置,如图所示,验证钢质小球1和2发生的碰撞是不是弹性碰撞.实验中使用半径相等的钢质小球1和2,且小球1的质量m1大于小球2的质量m2 (m1、m2已由天平测量).
实验步骤如下:安装实验装置,做好测量前的准备,并记下重垂线所指的位置O.
第一步,不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置.
第二步,把小球2放在斜槽前端边缘处的C点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞,重复多次,并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置.第三步,用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离,即线段manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网的长度.在上述实验中,
①P点是______的平均位置.N点是______的平均位置.
②如果两个小球碰撞时动量守恒,则有:m1manfen5.com 满分网=______OM+m2manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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