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边长为100cm的正三角形光滑且绝缘的刚性框架ABC固定在光滑的水平面上,如图内...

边长为100cm的正三角形光滑且绝缘的刚性框架ABC固定在光滑的水平面上,如图内有垂直于框架平面B=0.5T的匀强磁场.一质量m=2×10-4kg,带电量为q=4×10-3C小球,从BC的中点小孔P处以某一大小v的速度垂直于BC边沿水平面射入磁场,设小球与框架相碰后不损失动能.求:
(1)为使小球在最短的时间内从P点出来,小球的入射速度v1是多少?
(2)若小球以v2=1m/s的速度入射,则需经过多少时间才能由P点出来?

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(1)根据牛顿第二定律,列出洛伦兹力提供向心力的方程,从而即可求解; (2)根据题意画出运动轨迹,根据圆周运动的周期公式与几何特性相结合,从而求解. 【解析】 根据题意,粒子经AB、AC的中点反弹后能以最短的时间射出框架,即粒子的运动半径是0.5 m, 由牛顿第二定律得:Bqv= 由 , 代入数据解得  v1=5m/s. (2)当粒子的速度为1m/s时,其半径为R2=0.1m, 其运动轨迹如图,可知粒子在磁场中运动了6.5个周期. 由 故经t=1.3π(s)粒子能从P点出来. 答:(1)为使小球在最短的时间内从P点出来,小球的入射速度v1是5m/s; (2)若小球以v2=1m/s的速度入射,则需经过1.3πs时间才能由P点出来.
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考点分析:
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图甲为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流.电路中电灯的电阻R1=6.0Ω,定值电阻R=2.0Ω,AB间电压U=6.0V.开关S原来闭合,电路处于稳定状态,在t1=1.0×10-3s时刻断开开关S,此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示.
(1)求出线圈L的直流电阻RL
(2)在图甲中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向;
(3)在t2=1.6×10-3s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少?
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A.6V电池组
B.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω)
C.电流表(0~3A,内阻0.01Ω)
D.电压表(0~3V,内阻1kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻5kΩ)
F.滑动变阻器(0~100Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
(1)实验中用螺旋测微器测量导线直径时,可估读到______mm,用毫米刻度尺测量导线长度时,可估读到______mm;(2)上述器材中应选用的是______(用字母代替);
(3)在框内画出电路图;  
(4)在下图中,将各器材连成实验电路.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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