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如图所示宽度为d的区域上方存在垂直纸面、方向向内、磁感应强度大小为B的无限大匀强...

如图所示宽度为d的区域上方存在垂直纸面、方向向内、磁感应强度大小为B的无限大匀强磁场,现有一质量为m,带电量为+q的粒子在纸面内以某一速度从此区域下边缘上的A点射入,其方向与下边缘线成30°角,粒子能回到A点,(不计重力)试求:
(1)速度v的大小.
(2)粒子从A点出发,再次回到A点时所用的时间.

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(1)带电粒子进入匀强磁场时在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,射出磁场后做匀速直线运动,画出轨迹,由几何知识求出圆周运动轨迹半径,由牛顿第二定律求出速度v; (2)已知带电粒子的质量与电量,则由周期公式可求出周期,并由入射的角度去确定运动的时间与周期的关系.由t=求匀速直线运动的时间. 【解析】 (1)粒子运动轨迹如图所示,设粒子在磁场中的轨道半径为r,由图示的几何关系可知   r==2 则有 qvB=    解得 v=    此时粒子可按图中轨道返到A点. (2)进入磁场前粒子匀速直线运动的距离   d1= 匀速直线运动的时间 t1= 进入磁场后就粒子做匀速圆周运动的时间 t2=     T= 从磁场出来到A点的时间 t3=t1 总时间  t=t1+t2+t3=+  答: (1)速度v的大小为. (2)粒子从A点出发,再次回到A点时所用的时间为+.
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考点分析:
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(1)某同学做“双缝干涉测光的波长”实验时,相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头测出,如图所示.测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时螺旋测微器的示数为______mm.
(2)气垫导轨是常用的一种实验仪器.它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平
C.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
①实验中还应测量的物理量是______
②利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______
③利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小,请写出弹性势能表达式为______
(3)实验桌上有下列实验仪器:
A.待测电源(电动势约3V,内阻约7Ω):
B.直流电流表(量程0~0.6~3A,0.6A档的内阻约0.5Ω,3A档的内阻约0.1Ω:)
C.直流电压表(量程0~3~15V,3V档内阻约5kΩ,15V档内阻约25kΩ):
D.滑动变阻器(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为1A):
E.滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.2A):
F.开关、导线若干:
请解答下列问题:
①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻,要求测量有尽可能高的精度且便于调节,应选择的滑动变阻器是______(填代号),应选择的电流表量程是______(填量程),应选择的电压表量程是______(填量程).
②根据某同学测得的数据得知电动势E=3V,内阻r=6Ω,某小灯泡的伏安特性曲线如图所示,将此小灯泡与上述电源组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为______W.(保留3位有效数字)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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