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在如图所示的空间里,存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=.在竖直方向存在...

在如图所示的空间里,存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=manfen5.com 满分网.在竖直方向存在交替变化的匀强电场(竖直向上为正),电场大小为E=manfen5.com 满分网.一倾角为θ、长度足够的光滑绝缘斜面放置在此空间.斜面上有一质量为m,带电量为-q的小球,从t=0时刻由静止开始沿斜面下滑,设第5秒内小球不会离开斜面,重力加速度为g.求:
(1)第6秒内小球离开斜面的最大距离.
(2)第19秒内小球未离开斜面,θ角应满足什么条件?
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小球第一秒内在斜面上做匀加速运动,而第二秒内重力与电场力相平衡,接着离开斜面在洛伦兹力作用下,做匀速圆周运动,恰好圆周运动的周期为1s,第三秒小球又在斜面上加速运动,第四秒又做圆周运动.就这样周而复始运动下去,第6秒小球离开斜面的距离就是做第三次圆周运动的直径.第19秒内小球受到重力、电场力与洛伦兹力,要使不离开斜面,则洛伦兹力小于或等于电场力与重力的合力,从而得出斜面倾角的表达式. 【解析】 设第一秒内小球在斜面上运动的加速度为a, 由牛顿第二定律得:(mg+qE)sinθ=ma   ① 第一秒末的速度为:v=at1       ② 在第二秒内:qE=mg          ③ 所以小球将离开斜面在上方做匀速圆周运动,则: 由向心力公式得           qvB=m   ④ 圆周运动的周期为:T==1s        ⑤ 由题图可知,小球在奇数秒内沿斜面做匀加速运动,在偶数秒内离开斜面做完整的圆周运动.所以,第五秒末的速度为:v5=a(t1+t3+t5)=6g sinθ   ⑥ 小球离开斜面的最大距离为:             d=2R3 ⑦ 由以上各式得:d= (2)第19秒末的速度:v19=a(t1+t3+t5+t4+…+t19)=20g sinθ    ⑧ 小球未离开斜面的条件是: qv19B≤(mg+qE)cosθ         ⑨ 所以:θ≤arctan
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考点分析:
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如图所示,真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3 T,方向垂直于纸面向里,在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1=0.5m的匀强电场区域,电场强度E=1.5×103 N/C.在x=2m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏,从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比manfen5.com 满分网=1×109 C/kg带正电的粒子,粒子的运动轨迹在纸面内,一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子,恰能从磁场与电场的相切处进入电场.不计重力及阻力的作用.求:
(1)粒子进入电场时的速度和沿y轴正方向射入的粒子在磁场中运动的时间?
(2)速度方向与y轴正方向成30°(如图中所示)射入磁场的粒子,最后打到荧光屏上,该发光点的位置坐标.

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如图所示,水平路面CD的左侧有一固定的平台,平台上表面AB长s=3m.光滑半圆轨道AFE竖直固定在平台上,圆轨道半径 R=0.4m,最低点与平台AB相切于A.板长L1=2m,上表面与平台等高.小物块放在板的最右端,并随板一起向平台运动.当板的左端距离平台L=2m时,板与物块向左运动的速度v=8m/s.当板与平台的竖直墙壁碰撞后,板立即停止运动,物块在板上滑动,并滑上平台.已知板与路面的动摩擦因数µ1=0.05,物块与板的上表面及轨道AB的动摩擦因数µ2=0.1,物块质量m=1kg,取g=10m/s2
(1)求物块进入圆轨道时对轨道上A点的压力;
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(1)兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:
①用天平测出电动小车的质量为0.40kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按图1所示安装;
③接通打点计时器(其打点时间间隔为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定).°
在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹记录了小车停止之前的运动情况,如图2所示.
请你分析纸带数据,回答下列问题:
①该电动小车运动的最大速度为______m/s;
②该电动小车关闭电源后的加速度大小为______m/s2
③该电动小车的额定功率为______W.
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(2)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
①为完成实验,请连接如图的实物.
②实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据,判断元件Z是金属材料还是半导体材料?答:______
U/V0.400.600.801.001.201.501.60
I/A0.200.450.801.251.802.803.20
③把元件Z接入如图所示的电路中,当电阻R的阻值为R1=2Ω时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为R2=3.6Ω时,电流表的读数为0.80A.结合上表数据,求出电池的电动势为______V,内阻为______Ω.(不计电流表的内阻)
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(3)某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系.可用的器材如下:电源(电动势3V,内阻1Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值20Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干.
①实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡的U-I图象如图a所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而______(填“增大”、“减小”或“不变”).
②根据图a,在图b中把缺少的导线补全,连接成实验的电路(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压).
③若某次连接时,把AB间的导线误接在AC之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡可能获得的最小功率是______W.(电压表和电流表均视为理想电表)
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A.粒子带负电
B.粒子在bc段做减速运动
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x轴上有两点电荷Q1和Q2,Q1和Q2的位置坐标分别为x1、x2.Q1和Q2之间各点对应的电势高低如图中曲线所示,从图中可看出( )
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A.Q1的电荷量一定小于Q2的电荷量
B.Q1和Q2一定是正电荷
C.电势最低处P点的电场强度为零
D.将一负点电荷由XP点的左侧移至右侧,电场力先做正功后做负功
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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