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如图所示,中轴线PQ将矩形区域MNDC分成上下两部分,上部分充满垂直纸面向外的匀...

如图所示,中轴线PQ将矩形区域MNDC分成上下两部分,上部分充满垂直纸面向外的匀强磁场,下部分充满垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度皆为B.一质量为m,带电量为q的带正电粒子从P点进入磁场,速度与边MC的夹角θ=30°.MC边长为a,MN边长为8a,不计粒子重力.求:
(1)若要该粒子不从MN边射出磁场,其速度最大值是多少?
(2)若要该粒子恰从Q点射出磁场,其在磁场中的运行时间最少是多少?
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(1)带电粒子进入磁场后,做匀速圆周运动,当该粒子恰好不从MN边射出磁场时,轨迹与MN相切,根据几何知识求出轨迹的半径,由牛顿第二定律求解速度的最大值. (2)由几何知识得知,θ=30°,粒子每经过分界线PQ一次,在PQ方向前进的位移为轨迹半径的,粒子进入磁场后第n次经过PQ线时恰好到达Q点,则有nr=8a,是正整数,而且r<a,再根据周期公式求出最少时间. 【解析】 (1)设该粒子恰不从MN边射出磁场时的轨迹半径为r,由几何关系得: rcos60°=r-,解得  r=a      又由 qvB=m          解得最大速度为 v=        (2)粒子每经过分界线PQ一次,在PQ方向前进的位移为轨迹半径R的倍. 有  nR=8a,且R<a    解得    n>=4.62 n所能取的最小自然数为5. 粒子做圆周运动的周期为 T=  粒子每经过PQ分界线一次用去的时间为  t==       粒子到达Q点的最短时间为  tmin=5t=  答:(1)若要该粒子不从MN边射出磁场,其速度最大值是. (2)若要该粒子恰从Q点射出磁场,其在磁场中的运行时间最少是.
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考点分析:
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(1)电场改变方向前经过的时间;
(2)带正电小球到达P点时的速度大小和方向.
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如图a所示,在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车,正以10m/s的速度向右匀速行驶,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图b所示,在t=20s时汽车到达C点,运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变.假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)f1=2000N.(解题时将汽车看成质点)求:
(1)运动过程中汽车发动机的输出功率P;
(2)汽车速度减至8m/s的加速度a大小;
(3)BC路段的长度.
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某实验小组向描绘有“4V、2W”的小灯泡的U-I图象,除导线和开关还备有以下器材可供选择:
A.电流表A1,(量程0.6A,内阻约为1Ω)
B.电流表A1,(量程3.0A,内阻约为0.2Ω)
C.电压表V1,(量程5.0V,内阻约为5kg)
D.电压表V2,(量程15.0V,内阻约为15kg)
E.滑动变阻器R1(最大电阻为5Ω,额定电流500mA)
F.滑动变阻器R2(最大电阻为10Ω,额定电流2.0A)
(1)实验中所用的电流表应选______;电压表应选______;滑动变阻器应选______.(只需填器材前面的字母代号)
(2)在虚线框内画出实验的电路图.
(3)经过正确的操作,测得的数据如下表,请根据下表数据在坐标系中描点画出小灯泡的U-I曲线.
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U/v0.400.801.201.602.002.402.803.203.604.00
I/A0.120.220.300.360.400.430.460.480.490.50

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为了“探究加速度与力、质量的关系”,现提供如图1所示实验装置.请思考探究思路并回答下列问题:
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(1)为了消除小车与水平之间摩擦力的影响应采取的做法是______
A.将木板不带滑轮的一端适当垫高,是小车在你钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将木板带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
C.使木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.使木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上
(2)在实验中,得到一条打点的纸带,如图2所示,已知相邻计数点的时间间隔为T,且间距S1、S2、S3、S4、S5、S6已量出,则小车加速度的表达式为a=______
(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定,探究加速度a与所受外力F的关系,他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图3所示.图线______是在轨道倾斜情况下得到的(选填①或②);小车及车中的砝码总质量m=______kg.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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