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一宇宙人在太空(万有引力可以忽略不计)玩垒球.如图所示,辽阔的太空球场半侧为匀强...

一宇宙人在太空(万有引力可以忽略不计)玩垒球.如图所示,辽阔的太空球场半侧为匀强电场,另半侧为匀强磁场,电场和磁场的分界面为垂直纸面的平面,电场方向与界面垂直,磁场方向垂直纸面向里,电场强度大小E=100V/m.宇宙人位于电场一侧距界面为h=3m的P点,O为P点至界面垂线的垂足,D点位于纸面上O点的右侧,OD与磁场的方向垂直.垒球的质量m=0.1kg,电量q=-0.05C.宇宙人从P点以初速度v1=10m/s平行于界面投出垒球,要使垒球第一次通过界面时就击中D点,求:(计算结果保留三位有效数字)
(1)O、D两点之间的距离.
(2)垒球从抛出到第一次回到P点的时间.

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(1)垒球在电场中的运动为平抛运动,由平抛运动的规律可得出OD间的距离及在电场中运动的时间; (2)垒球在磁场中做圆周运动,由几何关系可得出粒子半径的表达式,则由牛顿第二定律可求得B,再由转过的角度可求得在磁场中的转动时间,则可求得总时间. 【解析】 (1)设垒球在电场中运动的加速度大小为a,时间为t1,OD=d则: a= h=at12 d=v1t 解得:a=50m/s2,t1=s,d=2m=3.46m 即O、D两点之间的距离为3.46m. (2)垒球的运动轨迹如图所示. 由图可知,tanθ==,速度大小为:v==20m/s 设垒球作匀速圆周运动半径为R,磁感应强度大小为B,则R==4m 根据牛顿第二定律,有:qvB=m 解得B==10T 垒球在磁场中运动的时间为:t2==s 垒球从抛出到第一次回到P点的时间为:t=2t1+t2=s=1.53s;
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考点分析:
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manfen5.com 满分网如图所示,线圈abcd每边长l=0.20m,线圈质量m1=0.10kg、电阻R=0.10Ω,砝码质量m2=0.14kg.线圈上方的匀强磁场磁感强度B=0.5T,方向垂直线圈平面向里,磁场区域的宽度为h=l=0.20m.砝码从某一位置下降,使ab边进入磁场开始做匀速运动.求:
(1)线圈做匀速运动的速度.
(2)从ab进入磁场到线圈穿出磁场过程中产生的热量.
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(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中
①关于电磁打点计时器及其使用,下列说法正确的有______
A.电磁打点计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器
B.电磁打点计时器使用的电源是220V的交流电
C.把电磁打点计时器固定,让纸带穿过两个限位孔并压在复写纸的下面
D.重物带动纸带运动,接通电源,在纸带上打出一列小点,纸带拉出后,立即断开电源
②按正确的实验操作得到一条纸带如图1所示,若打点计时器打点的时间间隔为T,O点是第0个点,N点是第n个点.为验证机械能是否守恒,下列利用图中数据计算N点速度大小的方法正确的是______
A.vn=gnT  B.vn=g(n-1)T   C.manfen5.com 满分网   D.manfen5.com 满分网
(2)①有一游标卡尺,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一小球的直径,如图2所示的读数是______mm.
②多用表的红、黑两个测试笔短头分别插入表盖正负孔中,红表笔应插入______插孔.
用多用表欧姆挡测量某电阻值的示数如图3所示,则电阻值为______Ω,若想测量更精确些,选择开关应选欧姆挡______位置.
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(3)某同学准备测量一个约为5kΩ的末知电阻Rx的阻值.他从实验室中找到了下列器材,想利用下列两个电压表来测量该电阻.
①电源E:内阻可忽略,电动势约为7V;     ②电压表V1:量程为5V,内阻为R1=6kΩ
③电压表V2:量程为10V,内阻为R2=6KΩ;   ④电压表V3:量程为4V,内阻为R3=1KΩ
⑤电压表V4:量程为3V,内阻为R4=1kΩ;    ⑥滑线变阻器R,最大阻值为100Ω
⑦单刀单掷开关及导线若干
为了减小实验误差,要求该实验中电压表的读数应大于其量程的manfen5.com 满分网,则选用上述哪两个电压表?分别是____________(请在原理图中标出)
请在图4的方框中画出这一实验原理图.
若用U1和U2分别表示这两电压表的读数(电压大的用U1表示),则由已知量和测量得表示Rx的公式是______

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如图所示,两光滑平行导轨放置在匀强磁场中,磁场与导轨所在的平面垂直,金属棒ab可沿导轨自由移动,导轨左端接一定值电阻R,金属棒和导轨的电阻不计.金属棒在平行于导轨的外力F作用下从静止开始沿导轨运动,若保持拉力恒定,经过时间tl后,速度为V,加速度为al,最终以2V做匀速运动;若保持拉力的功率恒定,经过时间t2后,速度变为V,加速度为a2,最终也以2V做匀速运动,则( )
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A.tl=t2
B.tl<t2
C.a2=3al
D.a2=4al
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如图,在没有外力F作用时,系统处于静止状态.现用一竖真向上的外力F作用在ml上,使ml缓慢向上运动,直到两根弹簧长度之和等于两根弹簧的原长之和,在这个过程中( )
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A.k1弹性势能逐渐减小,k2弹性势能逐渐减小
B.k1弹性势能逐渐增大,k2弹性势能逐渐增大
C.k1的禅件势能先减小后增大,k2的弹性势能逐渐减小
D.kl的弹性势能先减小后增大,k2的弹性势能先减小后增大
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如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线,A、B是这条直线上的两点,一带正电粒子以速度vA经过A点向B点运动,经过一段时间后,粒子以速度vB经过B点,且vB与vA方向相反,不计粒子重力,下面说法正确的是( )
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A.A点的场强一定大于B点的场强
B.A点的电势一定高于B点的电势
C.粒子在A点的速度一定小于在B点的速度
D.粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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