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如图1,在xoy 平面内有垂直纸面的有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,其中0<...

如图1,在xoy 平面内有垂直纸面的有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,其中0<x<a区域内磁场方向垂直xoy 平面向里,a<x区域内磁场方向垂直xoy 平面向外,x<0区域内无磁场.一个带正电q、质量为m 的粒子(粒子重力不计)在坐标原点处,以某一初速度沿x轴正方向射入磁场.
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(1)求要使粒子能进入第二个磁场,初速度要满足的条件;
(2)粒子初速度改为v1,要使粒子经过两个磁场后沿x轴负方向经过O点,求图中磁场分界线(图中虚线)的横坐标值为多少?要在图2中画出轨迹图.
(3)在第二问的情况下,要使带电粒子第二次回到O点,且回到O点时的速度方向沿x轴正方向,请在x<0内设计符合要求的磁场,在图2上标明磁场的方向、磁感应强度的大小和边界的坐标?
(4)若粒子在第一个磁场中作圆周运动的轨迹半径为R=manfen5.com 满分网,求粒子在磁场中的轨迹与x 轴的交点坐标.
(1)质子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律与R>a,即可求解; (2)根据对称性,结合洛伦兹力方向,及运动与力的关系,即可求解; (3)质子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,得出半径公式,再由几何关系,可得出圆方程,从而求出交点的坐标. 【解析】 (1)质子在磁场中受到洛伦兹力做匀速圆周运动, 根据牛顿第二定律则有:, 进入第二个磁场的条件:R>a  初速度满足: (2)有对称性分析,右边的圆弧的圆心一定在X轴上,正确画出轨迹图, 且三段圆弧的圆心正好构成一个正三角形, 所以θ=60° a 点的坐标变为X= (3)如图所示, (4)质子在磁场中受到洛伦兹力做匀速圆周运动, 根据牛顿第二定律,有:, 得质子做匀速圆周运动的半径为:, 带电粒子在两个磁场中的半径都为, 则有, 得到θ=45°, 圆心C的坐标为XC=2Rsinθ=2a ,所以圆方程为, 将y=0代入得,X=2(1)a,所以交点坐标为 答:(1)求要使粒子能进入第二个磁场,初速度要满足的条件是:; (2)粒子初速度改为v1,要使粒子经过两个磁场后沿x轴负方向经过O点,则图中磁场分界线(图中虚线)的横坐标值为;要在图2中画出轨迹图. (3)如图所示, (4)若粒子在第一个磁场中作圆周运动的轨迹半径为R=,求粒子在磁场中的轨迹与x 轴的交点坐标为.
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考点分析:
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如图,水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分,M点左侧地面粗糙,与B球间的动摩擦因数为μ=0.5,右侧光滑.MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场,在O点用长为R=5m的轻质绝缘细绳,拴一个质量mA=0.04kg,带电量为q=+2×10-4C的小球A,在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动,小球A运动到最低点时与地面刚好不接触.处于原长的弹簧左端连在墙上,右端与不带电的小球B接触但不粘连,B球的质量mB=0.02kg,此时B球刚好位于M点.现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点(弹簧仍在弹性限度内),MP之间的距离为L=10cm,推力所做的功是W=0.27J,当撤去推力后,B球沿地面向右滑动恰好能和A球在最低点处发生正碰,并瞬间成为一个整体C(A、B、C均可视为质点),速度大小变为5m/s,方向向左;碰撞前后电荷量保持不变,碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=6×103N/C,电场方向不变,求:
(1)在A、B两球碰撞前匀强电场的大小和方向;
(2)弹簧具有的最大弹性势能;
(3)整体C运动到最高点时绳的拉力大小.(取g=10m/s2

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如图,木板长L=1.6m,质量M=4.0kg,上表面光滑,下表面与地面间的动摩擦因数为μ=0.4.质量m=1.0kg的小滑块(视为质点)放在木板的右端,开始时木板与物块
均处于静止状态,现给木板以向右的初速度,取g=10m/s2,求:
(1)小滑块的加速度大小;
(2)木板的加速度大小和方向;
(3)要使小滑块从木板上掉下,木板初速度应满足什么要求.

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某校物理课外研究小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
小灯泡L,规格“4.0V,0.7A”;电流表A1,量程3A,内阻约为0.1Ω;电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2Ω;电压表V,量
程3V,内阻rV=9kΩ;标准电阻R1,阻值1Ω;标准电阻R2,阻值3kΩ;滑动变阻器R3,阻值范围0~10Ω;滑动变阻器R4,阻
值范围0~1kΩ;学生电源E,电动势6V,内阻不计;开关S及导线若干.
①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当L两端的电压为2.30V时,电流表的示数如图2所示,此时L的电阻为    Ω.
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②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,当小灯泡L正常发光时,电压表指针指在表盘    V的位置上.
③研究小组认为要想更准确地描绘出灯泡L电压从0开始变化的伏安特性曲线,需要重新设计电路.电流表应该选择    ,滑动变阻器应选择    ,在图4所示的虚线框内画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号. 查看答案
在一次研究性课题的活动中,某小组提出了测量一种棉线能承受的最大拉力的课题.实验室提供了下列器材:米尺一根、量角器一个、质量为m=20g的钩码一个.把一个钩码直接悬挂在这种棉线上,结果棉线没有断,而且没有发生明显伸长.下面是一些同学的设计方案.
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方案一:如图,将棉线一端固定在某一位置,然后在棉线下方不断增加钩码,直到棉线断裂,记下此时的钩码个数为n,算出钩码总的重力就是棉线能承受的最大拉力F.
方案二:如图,将棉线一端固定在某一位置,另一端系住一个钩码.用水平力拉动钩码缓慢移动,逐渐增加α角,直到棉线刚好断裂,记下此时的α角,算出棉线能承受的最大拉力F.
方案三:如图,用钩码和棉线做成一个重锺线确定竖直方向,再用量角器确定水平方向后将米尺水平固定.棉线两端各系一个小钉子,张紧后测出钉子之间的棉线长度L1.将一个钩码挂在棉线上,一端的钉子A不动的情况下,逐渐移动另一个钉子B,直到棉线断了为止.记下此时钉子A、B的位置,并测出它们之间的距离L2.由公式算出棉线能承受的最大拉力F.
(1)请结合所学的物理知识,对上述方案一的可行性和准确性进行评价.
方案一:   
(2)经过分析,认为上述三个方案中最佳的是方案    ,相应计算棉线承受的最大拉力的表达式F=    .(请用题目中的字母表示) 查看答案
如图,空气中有一折射率为manfen5.com 满分网的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB.一束平行于横截面,以入射角θ照射到OA上,OB不透光.若只考虑首次入射到圆弧AB上的光( )
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A..若θ=45°,则AB上有光透出部分的弧长是manfen5.com 满分网
B..若θ=45°,则AB上有光透出部分的弧长是manfen5.com 满分网
C..增大θ,则AB上有光透出部分的弧长不变
D..增大θ,则AB上有光透出部分的弧长变大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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