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如图所示,在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标为O1(a,0),圆内...

如图所示,在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标为O1(a,0),圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场.在直线y=a的上方和直线x=2a的左侧区域内,有一沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E.一质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入,当速度方向沿x轴正方向时,粒子恰好从O1点正上方的A点射出磁场,不计粒子重力.
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)粒子在第一象限内运动到最高点时的位置坐标;
(3)若粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入第一象限,当速度方向沿x轴正方向的夹角θ=30°时,求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t.

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(1)根据几何关系先得到圆心、半径,再根据洛伦兹力提供向心力列式求解; (2)粒子离开磁场后,进入电场,根据动能定理列式求解; (3)粒子在磁场中做圆周运动,先得到第一次圆心和射出点,进入电场后,又沿原路返回,再得到第二次圆心和射出点,最后得到总时间. 【解析】 (1)设粒子在磁场中做圆运动的轨迹半径为R,根据牛顿第二定律,有   粒子自A点射出,由几何知识   R=a 解得   即磁感应强度B的大小为. (2)粒子从A点向上在电场中做匀减运动, 设在电场中减速的距离为y1 由动能定理,得到 解得 所以在电场中最高点的坐标为(a,). (3)粒子的运动轨迹如图 粒子在磁场中做圆运动的周期   粒子从磁场中的P点射出,因磁场圆和粒子的轨迹圆的半径相等,OO1PO2构成菱形,故粒子从P点的出射方向与y轴平行,粒子由O到P所对应的圆心角为:θ1=60° 由几何知识可知,粒子由P点到x轴的距离 S=acosθ 粒子在电场中做匀变速运动,在电场中运动的时间   粒子由P点第2次进入磁场, 由Q点射出,PO1QO3 构成菱形, 由几何知识可知Q点在x轴上,粒子由P到Q的偏向角为:θ2=120° 则  θ1+θ2=π 粒子先后在磁场中运动的总时间    粒子在场区之间做匀速运动的时间    解得粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间 故粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t为.
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考点分析:
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为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为l=2.0m的粗糙倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除 AB 段以外都是光滑的.其AB 与BC 轨道以微小圆弧相接,如图所示.一个小物块以初速度v=4.0m/s从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰好沿 AB 方向,并沿倾斜轨道滑下.已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数 μ=0.50.(g=10m/s2、sin37°=0.60、cos37°=0.80)
(1)求小物块到达A点时速度.
(2)要使小物块不离开轨道,并从轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件?
(3)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道 AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?

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如图所示,两平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在同一水平面内,间距为L,电阻不计.导轨的M、P两端用导线连接一定值电阻,阻值为R,在PM的右侧0到2x区域里有方向竖直向下的磁场,其磁感应强度B随坐标x的变化规律为B=kx(k为正常数).一直导体棒ab长度为L,电阻为R,其两端放在导轨上且静止在x=x处,现对导体棒持续施加一作用力F(图中未画出)使导体棒从静止开始做沿x正方向加速度为a的匀加速运动,求:(用L、k、R、x、a表示):
(1)导体棒在磁场中运动到2x时导体棒上所消耗的电功率
(2)导体棒离开磁场瞬间导体棒的加速度a'的大小
(3)导体棒从x运动到2x过程中通过电阻R的电量.

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二极管是一种半导体元件,电路符号为,其特点是具有单向导电性.某实验兴趣小组对一只晶体二极管的伏安特性曲线进行测绘探究.据了解,该二极管允许通过的最大电流为50mA.
(1)该二极管外壳的标识模糊了,同学们用多用电表的电阻挡来判断它的正负极:当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时,发现指针的偏角比较小,由此可判断    (填“左”或“右”)端为二极管的正极.
(2)同学们为了描绘该二极管的伏安特性曲线,测量数据如下表,请在下面坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线.
电流I/mA0.21.83.98.614.021.833.550.0
电压U/V0.500.751.001.251.501.752.002.252.50
他们选择以下部分器材进行实验:
A.直流电源(电动势3V,内阻忽略不计);
B.滑动变阻器(0~20Ω);
C.电压表(量程15V、内阻约80KΩ);  K^S*5U.C#
D.电压表(量程3V、内阻约30KΩ);
E.电流表(量程0.6A、内阻0.1Ω);
F.电流表(量程50mA、内阻1Ω);
G.待测二极管;
H.导线、开关等.
为了提高测量结果的准确度,电压表应选用    ,电流表应选用    .(填序号字母)
(3)请在虚线框内画出测量的实验电路原理图.
(4)为了更好地保护二极管,某同学对实验电路进行了改进:将一只电阻串联在二极管的支路上,则该电阻阻值至少应为    Ω.
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伽利略在《两种新科学的对话》一书中,讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题,提出了这样的猜想:物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动,同时他还运用实验验证了其猜想.合肥一中物理兴趣小组依据伽利略描述的实验方案,设计了如图所示的装置,探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动.
(1)实验时,让滑块从某一高度由静止沿斜面下滑,并同时打开装置中的阀门,使水箱中的水流到量筒中;当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定的).改变滑块起始位置的高度,重复以上操作.该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量______的.
(2)下表是该小组测得的有关数据,其中S为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离,y为相应过程量筒收集的水量.分析表中数据,根据______,可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论.
次数1234567
S(m)4.53.93.02.11.50.90.3
V(mL)90847262524023.5
manfen5.com 满分网5.65.55.85.55.65.65.4
(3)本实验误差的主要来源有:水从水箱中流出不够稳定,还可能来源于______ 等.(只要求写出一种)

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如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为10:1,R=1Ω,与原线圈相连的熔断器(保险丝)的熔断电流为1A,通过副线圈电压传感器测得副线圈电压图象如图所示,则下列说法正确的是( ) 
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A.原线圈输入电压的有效值为manfen5.com 满分网V
B.原线圈两端交变电压的频率为500Hz
C.原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10:1
D.为保证电路安全工作,滑动变阻器的阻值不得小于1.2Ω
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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