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如图所示,在直角坐标系xoy中,坐标原点为O处存在一粒子源,现沿与y 轴左右均成...

如图所示,在直角坐标系xoy中,坐标原点为O处存在一粒子源,现沿与y 轴左右均成30°的范围内不断发射出质量为 m,电荷量为 q,速率为 v 的负离子.理想直线边界 MN 通过 O 点,且与x轴成θ=30°,在MN上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在MN下方存在与x轴成30°的匀强电场,场强大小为E,不计粒子的重力和粒子间的相互作用力.
(1)求离子打到OM上的最大距离;
(2)求沿+y方向射出的离子从射出到第二次经过MN边界所需要的时间;
(3)若匀强磁场仅在MN上方某个区域内存在,要使得这些离子均以平等于+x方向的速度通过OM,求该磁场的最小面积.

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(1)离子打到OM上的最大距离就是圆的最大弦长,即直径; (2)作出沿+y方向射出的离子从射出到第二次经过MN边界的轨迹图,在轨迹的图中找出时间与路径的关系; 【解析】 如图1,垂直于MN方向的粒子打到OM最远; 由牛顿第二定律:,解得: 粒子达到OM上的最大距离: (2)作出沿+y方向射出的离子从射出到第二次经过MN边界的轨迹图如图2,在磁场中运动的时间: 在电场中运动的时间: (3)粒子在磁场中做圆周运动的半径:要使得这些离子均以平等于+x方向的速度通过OM,磁场的形状如图3实线所示 由几何关系得:S=S大-S小 = 答:(1)离子打到OM上的最大距离; (2)沿+y方向射出的离子从射出到第二次经过MN边界所需要的时间; (3)该磁场的最小面积.
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考点分析:
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如图所示,半径R=0.45m 的光滑manfen5.com 满分网圆弧轨道固定在竖直平面内,B为轨道的最低点,B点右侧的光滑的水平面上紧挨B点有一静止的小平板车,平板车质量M=2kg,长度为 0.5m,小车的上表面与B点等高,距地面高度为0.2m.质量 m=1kg 的物块(可视为质点)从圆弧最高点A由静止释放.g 取10m/s2.试求:
(1)物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力;
(2)若将平板车锁定并且在上表面铺上一种特殊材料,其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化如图乙所示,求物块滑离平板车时的速度;
(3)若撤去平板车的锁定与上表面铺的材料,此时物块与木板间的动摩擦因数为manfen5.com 满分网,物块仍从圆弧最高点A由静止释放,请通过分析判断物块能否滑离平板车.若不能,请算出物块停在距平板车左端多远处;若能,请算出物块落地时距平板车右端的水平距离.
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(1)恒定外力的大小;
(2)线框ab边刚进磁场到刚要出磁场时所用时间t和cd边刚要离开磁场时的电势差Ucd;
(3)整个过程中产生的焦耳热Q.

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实验室有一个标签看不清的旧蓄电池和定值电阻R,实验室提供如下器材:
A.电压表V(量程6V,内阻约为4KΩ)
B.电表表A(量程1A,内阻约RA=10Ω)
C.滑动变阻器R1(最大阻值20Ω、额定电流2A)
D.电阻箱R(阻值范围0~9999Ω)
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(1)为了测定定值电阻R的阻值,甲同学选用了上述器材设计了一个能较准确测出其阻值的电路,如图1是其对应的实物图,请你将实物连线补充完整;
(2)为测出旧蓄电池的电动势E,乙同学选用了上述器材设计了如图2所示的电路图.下表是该同学测得的相关数据,请利用测得的数据在坐标纸3上画出合适的图象,并根据画出的图象求得该蓄电池的电动势E=______V;(结果保留2位有效数字)
丙同学直接用电压表接在该蓄电池两极读出电压表的读数,其结果与乙同学测得的电动势相比______(选填“偏大”、“相等”或“偏小”).
实验次数12345
R(Ω)5.010.015.020.025.0
I(A)0.830.500.360.260.22
manfen5.com 满分网(A-11.22.02.83.74.5

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某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验,实验装置如图所示,实验器材有带有标度的竖直杆、光电计时器、小钢球等,小钢球的初始位置与标度O平齐,O、A、B、C、D、E间距相等.竖直杆上端固定一个电磁铁,通电时,小钢球被吸在电磁铁上,断电时,小钢球自由下落.光电门可以在竖直杆上移动.
(1)某同学用游标卡尺测量小钢球的直径,如图所示,读数为______cm;manfen5.com 满分网
(2)先将光电门夹在A处,光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为t,量出OA的距离为h,小钢球的直径为d.则小钢球运动到光电门处的瞬时速度v=______,当地的重力加速为______(用题中所给字母表示);
(3)该同学通过移动光电门在竖直杆上的位置进行多次实验,若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为manfen5.com 满分网t,请你判断此时光电门应固定在位置______处(选填“B”、“C”、“D”或“E”).

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在竖直方向的电场中一带电小球由静止开始竖直向上运动,运动过程中小球的机械能与其位移关系的图象如图所示,其中0~S1过程的图线为曲线,S1~S2过程中的图线为直线.根据该图象,下列说法正确的是( )
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A.小球一定带正电
B.0~S1过程中小球始终在做加速运动
C.S1~S2过程中所处的电场一定是匀强电场
D.S1~S2过程中小球的动能可能不变
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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