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如图所示,一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动,经过一段时间后进入一垂直于...

如图所示,一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动,经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场(图中未画出磁场区域),粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场,电场强度大小为E,方向竖直向上.当粒子穿出电场时速度大小变为原来的manfen5.com 满分网倍,已知带电粒子的质量为m,电量为q,重力不计.粒子进入磁场时的速度如图所示与水平方向60°角.试解答:
(1)粒子带什么性质的电?
(2)带电粒子在磁场中运动时速度多大?
(3)圆形磁场区域的最小面积为多大?

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由粒子在磁场中的运动轨迹及左手定则可确定粒子的电性.因洛伦兹力对粒子不做功,则粒子进入电场做类平抛运动,将运动分解,从而求出初速度大小.由粒子在磁场中运动轨道从而求出轨道半径,并以入射点与出射点连线作为直径,得出最小圆形磁场区域. 【解析】 (1)粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知,粒子带负电. (2)由于洛伦兹力对粒子不做功,故粒子以原来的速率进入电场中, 设带电粒子进入电场的初速度为v,在电场中偏转时做类平抛运动, 由题意知粒子离开电场时的末速度大小为, 将vt分解为平行电场方向和垂直电场方向的两个分速度: 由几何关系知   vy=v      vy=at                F=Eq  联立以上五式求解得: (3)如图所示,带电粒子在磁场中所受到洛伦兹力作为向心力, 设在磁场中做圆周运动的半径为R,圆形磁场区域的半径为r, 则有:   解得:  由几何关系可得:r=Rsin30°  磁场区域的最小面积为S=πr2 联立以上三式可得:S=.
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考点分析:
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manfen5.com 满分网在同一水平面中的光滑平行导轨P、Q相距l=1m,导轨左端接有如图所示的电路.其中水平放置的平行板电容器两极板M、N部距离d=10mm,定值电阻R1=R2=12Ω,R3=2Ω,金属棒ab电阻r=2Ω,其它电阻不计.磁感应强度B=0.5T的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时,悬浮于电容器两极板之间,质量m=1×10-14kg,带电量q=-1×10-14C的微粒恰好静止不动.取g=10m/s2,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好.且运动速度保持恒定.试求:
(1)匀强磁场的方向;
(2)ab两端的路端电压;
(3)金属棒ab运动的速度.
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“嫦娥一号”探月卫星与稍早前日本的“月亮女神号”探月卫星不同,“嫦娥一号”卫星是绕月极地轨道上运动的,加上月球的manfen5.com 满分网自转,因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球的表面.12月11日“嫦娥一号”卫星CCD相机已对月球表面进行成像探测,并获取了月球背面部分区域的影像图.卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H,绕行的周期为TM;月球地公转的周期为TE,半径为R.地球半径为RE,月球半径为RM.试解答下列问题:
(1)若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响,试求月球与地球质量之比;
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实验室给同学们提供了如下实验器材:滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧秤、直尺,要求同学们用它们来粗略验证牛顿第二定律.
(1)实验中因涉及的物理量较多,须采用控制变量的方法来完成该实验,即:先保持______不变,验证物体______越小加速度越大;再保持______不变,验证物体______越大,加速度越大.
(2)某同学的做法是:将长木板的一端放在小木块上构成一斜面,用小木块改变斜面的倾角,保持滑轮小车的质量不变,让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放,用秒表记录小车滑到斜面底端的时间.试回答下列问题:
①改变斜面倾角的目的是:______
②用秒表记录小车下滑相同距离(从斜面顶端到底端)所花的时间,而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离,这样做的好处是:______
(3)如果要较准确地验证牛顿第二定律,则需利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况.某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个记数点(图中每相邻两个记数点间还有4个打点计时器打下的点未画出),打点计时器接的是50Hz的低压交流电源.他将一把毫米刻度尺放在纸上,其零刻度和记数点O对齐.
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①(3分)下表是某同学从刻度尺上直接读取数据的记录表,其中最后两栏他未完成,请你帮他完成.
线段OA
数据(cm)
②由以上数据可计算出打点计时器在打A.B.C.D.E各点时物体的瞬时速度,其中打E点时的速度vE______m/s(取三位有效数字).
③如某同学已求得A、B、C、D四点的瞬时速度分别为0.076m/s、0.119m/s、0.162m/s、0.204m/s.试根据以上数据和你求得的E点速度在下面所给的坐标中,作出v-t图象.要求标明坐标及其单位,坐标的标度值(即以多少小格为一个单位)大小要取得合适,使作图和读数方便,并尽量充分利用坐标纸.从图象中求得物体的加速度a=______m/s2(取两位有效数字).
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有一个标有“2.5V  0.3A”字样的小灯泡,现要测定其在0到2.5V的区间内不同电压下的电功率,并作出其电功率P与其两端电压的平方U2的关系曲线.有下列器材可供选择:
A.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ) B.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω)D.定值电阻R1=3kΩ
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G.滑动变阻器R4(1kΩ,0.5A)       H.电源(直流6V,内阻不计)
(1)实验中为尽量减小实验误差,则应选用的器材除小灯泡、电源、电流表、开关、导线外,还需______(均用序号字母填写);
(2)根据你设计的实验电路,完成如图的连线.
(3)若测定的是“4.8V  2A”的小灯泡,如果选用电压表V1则量程偏小,而选用电压表V2则量程又过大,为了能完成该实验则除了选用小灯泡、电源、电流表、开关、导线器材外,还需______(均用序号字母填写).

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(2)要使小球在运动的全过程中不脱离轨道,A点距离最低点的竖直高度h至少多高?

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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