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在竖直平面内,以虚线为界分布着如图所示的匀强电场和足够大的匀强磁场,各区域磁场的...

在竖直平面内,以虚线为界分布着如图所示的匀强电场和足够大的匀强磁场,各区域磁场的磁感应强度大小均为B,匀强电场方向竖直向下,大小为E=manfen5.com 满分网;倾斜虚线与x轴之间的夹角为60°,一带正电的C粒子从O点以速度v与y轴成30°角射入左侧磁场,粒子经过倾斜虚线后进入匀强电场,恰好从图中A点射入右侧x轴下方磁场.已知带正电粒子的电荷量为q,质量为m(粒子重力忽略不计).试求:
(1)带电粒子通过倾斜虚线时的位置坐标;
(2)粒子到达A点时速度的大小和方向以及匀强电场的宽度L;
(3)若在C粒子从O点出发的同时,一不带电的D粒子从A点以速度v沿x轴正方向匀速运动,最终两粒子相碰,求D粒子速度v的可能值.

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(1)根据洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律可解出轨迹半径.再由几何知识来算出位置的坐标; (2)由几何关系得知,粒子进入匀强电场做类平抛运动,因此可将其运动分解,根据牛顿第二定律与运动学公式去确定到达A点时速度的大小和方向,再由运动学位移公式求出匀强电场的宽度; (3)根据几何知识,得出C粒子在左侧磁场运动轨迹为圆周,而C粒子在右侧磁场运动轨迹可能为多个圆弧,从而由周期公式可算出C粒子到达x轴时可能运动时间;再由运动轨迹半径公式来确定粒子运动的可能距离,从而求出粒子速度的可能值. 【解析】 (1)洛伦兹力提供向心力,则有: 解得: 由几何知识,则有:                    所以位置坐标为:(,) (2)由几何关系可知粒子垂直电场线进入匀强电场做类平抛运动    牛顿第二定律,      运动学公式, 粒子到达A点的速度大小  设速度与x轴的夹角为θ,则:, 解得,θ=45° 由vy=at1 解得:   x2=vt1 联立以上各式解得: (3)粒子在磁场中运动周期: 由几何关系可知,C粒子在左侧磁场运动轨迹为圆周,运动时间 由几何关系可知,C粒子在右侧磁场运动轨迹可能为多个圆弧, 如图,C粒子到达x轴时可能运动时间:(n=1,2,3…) C粒子在右侧磁场运动轨迹半径 D粒子在x轴与C粒子相遇距A点的可能距离:(n=1、2、3…) 所以,D粒子速度v的可能值=(n=1,2,3…)  答:(1)带电粒子通过倾斜虚线时的位置坐标为:(,); (2)粒子到达A点时速度的大小为和方向与x轴成45°,电强电场的宽度为; (3)若在C粒子从O点出发的同时,一不带电的D粒子从A点以速度v沿x轴正方向匀速运动,最终两粒子相碰,则D粒子速度v的可能值=(n=1,2,3…).
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考点分析:
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光滑水平面上,一个长木板与半径R未知的半圆组成如图所示的装置,装置质量M=5kg.在装置的右端放一质量为m=1kg的小滑块(可视为质点),小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.5,装置与小滑块一起以v=10m/s的速度向左运动.现给装置加一个F=55N向右的水平推力,小滑块与木板发生相对滑动,当小滑块滑至长木板左端A时,装置速度恰好减速为0,此对撤去外力F并将装置锁定.小滑块继续沿半圆形轨道运动,且恰好能通过轨道最高点B.滑块脱离半圆形轨道后又落回长木板.已知小滑块在通过半圆形轨道时克服摩擦力做功Wf=2.5J.g取10m/s2.求:
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(1)装置运动的时间和位移;
(2)长木板的长度l;
(3)小滑块最后落回长木板上的落点离A的距离.
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(1)在验证机械能守恒的实验中,某同学利用图中器材进行实验,正确的完成实验操作后,得到一条点迹清晰的纸带,如图所示.在实验数据处理中,某同学取A、B两点来验证,已知打点计时器每隔0.02s打一个点,g取9.8m/s2,测量结果记录在下面的表格中:
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项目x1(cm)A点速度(m/s)x2(cm)B点速度(m/s)AB两点间距离(cm)
数据3.920.9812.8050.00
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①B点速度:vB=    m/s.
②若重物和夹子的总质量为0.6kg,那么在打A、B两点的过程中,动能增加量为    J,重力势能减少量为    J.(上述结果均保留3位有效数字)
(2)老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻,所给的实验器材有:待测电源E,定值电阻R1(阻值未知),电压表V(量程为3.0V,内阻很大),电阻箱R(0-99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.
某同学连接了一个如图l所示的电路,他接下来的操作是:
a.拨动电阻箱旋钮,使各旋钮盘的刻度处于如图2甲所示的位置后,将S2接到a,闭合S1,记录下对应的电压表示数为2.20V,然后断开S1;b保持电阻箱示数不变,将S2切换列b,闭合S1,记录此时电压表的读数(电压表的示数如图乙所示),然后断开S1
①请你解答下列问题:
图甲所示电阻箱的读数为    Ω,图乙所示的电压表读数为    V.由此可算出定值电阻R1的阻值为    Ω.(计算结果取3位有效数字)
②在完成上述操作后,该同学继续以下的操作:
将S2切换列a,多次调节电阻箱,闭合S1,读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图丙所示的manfen5.com 满分网图象.由此可求得该电池组的电动势E及内阻r,其中E=    V,电源内阻r=    Ω.(计算结果保留3位有效数字) 查看答案
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A.环到达B处时,重物上升的高度manfen5.com 满分网
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D.环能下降的最大高度为manfen5.com 满分网d
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a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点,∠abc=120°.现将三个等量的正点电荷+Q分别固定在a、b、c三个顶点上,将一个电量为+q的点电荷依次放在菱形中心点O点和另一个顶点d点处,两点相比( )
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A.d点电场强度的方向由O指向d
B.+q在d点所具有的电势能较大
C.d点的电势小于O点的电势
D.d点的电场强度小于O点的电场强度
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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