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如图a所示,平行金属板A、B间的电压UAB=200V,B板有一小孔O,靠近B板有...

如图a所示,平行金属板A、B间的电压UAB=200V,B板有一小孔O,靠近B板有一固定的绝缘圆筒,其横截面半径R=manfen5.com 满分网m,O′在圆筒轴线上,筒壁有小孔H,O′HO共线且连线与圆筒轴线、B板均垂直,交A板于P点.现有一比荷manfen5.com 满分网=100C/kg的带正电粒子,从A板上的P点附近由静止释放,在电场力作用下沿OO′方向射入圆筒.从粒子进入圆筒开始(计时零点),在圆筒内加入方向与轴线平行的交变磁场,磁感应强度随时间变化如图b(垂直纸面向里为磁场正方向),粒子在磁场力作用下发生偏转并与筒壁碰撞.(粒子与筒壁碰撞前后动能和电量均不变,且不计重力,忽略碰撞所用时间及磁场变化产生的感应影响.)问:manfen5.com 满分网
(1)粒子第一次到达O点时的速率为多大?
(2)如果图b中的t1时刻就是粒子进入圆筒后第一次碰撞到圆筒的时刻,t1的值是多少?
(3)如果图b中的t1和t1+t2时刻分别是粒子进入圆筒后第一次和第二次碰撞到圆筒的时刻,要使粒子能做周期性的往返运动,则金属板A和B间的距离d至少为多大?
(1)电场力对粒子做正功,可以求出粒子达到O的速度; (2)粒子进入圆筒后做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,求出运动的周期,再根据偏转角与周期的关系即可求出t; (3)分别求出两种情况下的半径与周期,画出运动的轨迹图象,再根据题目的几何关系方向满足的条件. 【解析】 (1)两种从A到B的过程中,电场力做正功,根据动能定理得: 代人数据,解得: v=200m/s (2)粒子进入圆筒后做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力, 得: 粒子运动的轨迹如图,由几何关系可知, 粒子转过的圆心角θ为120° 需要的时间:s (3)在t1~t1+t2的时间内,粒子运动的半径: m 周期:s 由几何关系可知, 粒子转过的圆心角θ′为60°,需要的时间: s 要使粒子做周期性的往返运动,粒子在AB板之间的运动时间至少是t2 轨迹匀变速运动的规律有: 又:qE=ma 代人数据求得:d=25π×10-2m=0.785m
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考点分析:
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第16届亚运会于2010年11月12日至27日在我国的广州举行,在本届亚运会上,某运动员在100m预赛中成绩刚好为10.0s.由于运动员起跑时会尽力使加速度达到最大,但只能维持一小段时问,受到体能的限制和空气阻力等因素的影响,加速度将逐渐减小,到达终点之前速度己达到最大.如图所示,记录的是该运动员在比赛中的v-t图象,其中时间t1(0~2s)和时间t3(7~10s)内对应的图线均可视为直线,时间t2(2~7s)内对应的图线为曲线,试求运动员在时间t2(2~7s内
的平均速度的大小.

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已知一个标有“2.4V、0.06A”电学元件的R-U特性如图所示.某同学想利用下列可供选择的实验器材,设计一个电路验证该元件的电阻R随电压U变化的图象.
可供选择的器材有:
电流表A1(量程100mA,内阻约2Ω)
电流表A2(量程0.3A,内阻约0.3Ω)
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电压表V2(量程15V,内阻1kΩ)
定值电阻R1(电阻为1kΩ)
定值电阻R2(电阻为10kΩ)
滑动变阻器R(0-10Ω,2A)
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导线若干和开关S一个
(1)利用实验电路测量时,该同学为了提高准确度,测量了多组数据.他在实验中应选用电流表______,电压表______,定值电阻______(填所选器材的符号).
(2)在方框内画出该同学的实验电路图.
(3)在实验过程中,元件正常工作时电压表的示数应为______V.

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某实验小组采用如图(甲)所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,打点计时器工作频率为50Hz.
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(1)实验中木板略微倾斜,这样做______(填答案前的字母).
A.是为了释放小车后,小车能匀加速下滑
B.是为了增大橡皮筋对小车韵弹力
C.是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动
(2)若根据多次测量数据画出的W-v草图如图(乙)所示,根据图线形状可知,对W与v的关系作出的以下猜想肯定不正确的是______
A.W∝manfen5.com 满分网      B.W∝manfen5.com 满分网        C.W∝v2        D.W∝v3
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如图甲所示,光滑水平面上有一个单匝均匀正方形铜线框,钱框质量为m,边长为a,总电阻为R.垂直于水平面的有界匀强磁场磁感应强度为B,磁场左、右边界相互平行,相距为b(b>3a).线框的MN边与磁场边界平行.在垂直于MN的水平恒力F作用下线框水平向右运动,t=0时MN边以速度v进入磁场,t=t时线框完全进入磁场,t=3t时线框MN边以速度v离开磁场.v-t图象如图乙所示.( )
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A.t=0时,线框MN边两端电压为Bav
B.t时刻线框的速度为(v-2Ft)/m
C.线框完全离开磁场的瞬间速度一定比t时刻线框的速度大
D.线框在开始进入磁场到完全离开磁场过程中产生的电热为F(a+b)
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manfen5.com 满分网如图所示,水平粗糙绝缘杆从物体A中心的孔穿过,A的质量为M,用绝缘细线将另一质量为m的小球B与A连接,整个装置所在空间存在水平向右的匀强电场E,A不带电,B带正电且电荷量大小为Q,A、B均处于静止状态,细线与竖直方向成θ角.则( )
A.细线中张力大小为manfen5.com 满分网
B.细线中张力大小为manfen5.com 满分网
C.杆对A的摩擦力大小为QE
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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