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如图所示,两块平行金属板M、N正对着放置,s1、s2分别为M、N板上的小孔,s1...

如图所示,两块平行金属板M、N正对着放置,s1、s2分别为M、N板上的小孔,s1、s2、O三点共线,它们的连线垂直M、N和光屏P,且s2O=R.以O为圆心、R为半径的圆形区域内同时存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场和电场强度为E的匀强电场.D为收集板,板上各点到O点的距离以及D板两端点间的距离都为2R,D板两端点间的连线垂直M、N板.现有一个初速为零且质量为m、电荷量为+q的粒子,经s1进入M、N间的电场后,通过s2进入电磁场区域,不计重力.求:
(1)M板带何种电荷?若粒子沿直线打到光屏P上,则M、N两极间的电压U是多大?
(2)撤去圆形区域内的电场,求粒子从s2运动到D极经历的最小时间t及此时M、N间的电压Ul的大小?

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(1)粒子在电磁场中沿直线运动,粒子所受电场力与洛伦兹力平衡,能求出粒子的速度.粒子在MN间做加速运动过程,由动能定理可以求出加速电场电压. (2)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,粒子从s2到打在D上经历的时间t等于在磁场中运动时间和穿出磁场后匀速直线运动的时间之和.M、N间的电压越大,粒子进入磁场时的速度越大,在极板间经历的时间越短,同时在磁场中运动轨迹的半径越大,在磁场中粒子磁场偏转角度越小,运动的时间也会越短,出磁场后匀速运动的时间也越短,故当粒子打在收集板D的右端时,对应时间t最短.根据几何知识求出打在D的右端时轨迹半径,根据前面的结果求出粒子进入磁场时的速度大小,运用运动学公式求出两段时间.根据动能定理求电压Ul. 【解析】 (1)粒子带正电,要加速,则M板必须带正电荷. 粒子在电磁场中沿直线运动打到P板上,粒子所受电场力与洛伦兹力平衡,可知:qvB=Eq 粒子在电场中加速过程,由动能定理:qU= 解得:U= (2)M、N间的电压越大,粒子进入磁场时的速度越大,粒子在磁场中运动轨迹的半径越大,运动的时间会越短,出磁场后匀速运动的时间也越短,所以当粒子打在收集板D的右端时,对应时间t最短. 根据几何关系:r= 由牛顿第二定律:qv1B=, 解得:v1= 所以  T== 粒子在磁场中运动时圆心角为60°,所以:t1== 粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间:t2== 粒子经过s2后打在D上t的最小值 t=t1+t2= 又 qU1= 解得:U1= 答: (1)M板带正电荷,若粒子沿直线打到光屏P上,则M、N两极间的电压U是. (2)撤去圆形区域内的电场,粒子从s2运动到D极经历的最小时间t为,此时M、N间的电压Ul的大小为.
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考点分析:
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如图所示,粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接,斜面倾a=37°,A、B、C是三个小滑块(可看做质点),A、B的质量均为m=1kg,B的左端附有胶泥(质量不计),C的质量均为M=2kg,D为两端分别连接B和C的轻质弹簧.
当滑块A置丁斜面上且受到大小F=4N、方向乖直斜面向下的恒力作用时,恰能向下匀速运动.现撤去F,让滑块A从斜面上距斜面底端L=1m处由静止下滑.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)滑块A到达斜面底端时的速度大小?
(2)滑块A与B接触后粘连在一起,求此过程损失的机械能?
(3)二个滑块和弹簧构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能.

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(1).如图1在“验证机械能守恒定律”实验时:
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①.关于本实验操作的叙述中,正确的有______
A.验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面
B.打点计时器可以用几节干电池串联而成的电池组作为电源
C.用手拿着纸带保持竖直,先闭合电源开关,然后释放重锤
D.打出的纸带中,只要点迹清晰,就可以运用公式mg △h=manfen5.com 满分网  mѵ2来验证机械能是否守恒
②•计算纸带上某点的速度,甲同学用v=gt来计算,乙同学用vn=manfen5.com 满分网   来计算.其中______同学的方法更符合实验要求.重力加速度g的数值,丙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入,丁同学用当地的实际重力加速度代入,其中______同学的做法是正确的.
③.在一次实验中,重物自由下落时纸带上打出一系列的点,如图2所示,纸带中相邻两计数点间的时间间隔为0.04秒,那么重物下落过程中的实际加速度a=______m/s2(结果保留二位有效数字)
(2)•实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,已知螺线管使用的金属丝电阻率为ρ=1.3×10-8Ω.m.某同学设计了一个实验来测量螺线管使用的金属丝长度.
①•先使用多用电表粗测金属丝的电阻,操作过程分为以下三个步骤:(请填写所缺步骤)
I.将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“一”插孔;选择电阻“×1”档.
II.______
Ⅲ.将红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用电表的示数如图(a)所示.
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②•根据多用电表的示数,为了减少误差,使用了以下器材进一步测量金属丝的电阻:电压表(内电阻为2kΩ)、电流表(内电阻为0.5Ω)、滑动变阻器(最大阻值为1Ω)、电源、开关及导线若干.测量金属丝的电阻,为了准确测得多组数据,图(b)、图(c)两个电路应采用______更合理(填“b”或“c”),电压表的右端应接在______点(填“e”或“f”).
③.使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图(d)所示,金属丝的直径为______mm.
④.根据多用电表测得的金属丝的电阻值,可以估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为______m.(结果保留三位有效数字)
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如图所示,两竖直放置的足够长的平行光滑导轨与电阻R连接后处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好并可沿导轨滑动,金属杆的电阻恒定,导轨的电阻忽略不计,闭合开关S,让ab杆由静止下滑开始计时,金属杆ab的速度v、杆中的电流I、加速度a、杆所受安培力F随时间t的关系图象如下,则正确的是( )
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“神舟八号”(A)和“天宫一号”(B)对接前分别在各自的轨道上绕地球做匀速圆周运动,如图所示,则下列说法正确的是( )
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A.它们的发射速度都小于7.9km/s
B.“神舟八号”的速度大于“天宫一号”的速度
C.“神舟八号”的加速度大于“天宫一号”的加速度
D.“神舟八号”要与“天宫一号”对接,必须先进入
“天宫一号”的轨道,后再加速
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如图所示为汽车在水平路面上启动过程的速度图象,oa为过原点直线,ab段表示以额定功率加速行驶阶段,bc段是与ab段相切的水平直线,则下述说法正确的是( )
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A.O~t1时间内汽车做匀加速运动且功率不断增大
B.t1~t2时间内汽车牵引力做功为(manfen5.com 满分网mmanfen5.com 满分网-manfen5.com 满分网mmanfen5.com 满分网
C.t1~t2时间内的平均速度为  manfen5.com 满分网(v1+v2
D.D.t2~t3时间内牵引力最小.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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