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如图a,间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连,平行导轨间距L=,一根...

如图a,间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连,平行导轨间距L=manfen5.com 满分网,一根导体棒ab以一定的初速度向右匀速运动,棒的右端存在一个垂直纸面向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场.棒进入磁场的同时,粒子源P释放一个初速度为零的带电粒子,已知带电粒子质量为m,电荷量为q,粒子能从N板加速到M板,并从M板上的一个小孔穿出.在板的上方,有一个环形区域内存在磁感应强度大小也为B,垂直纸面向外的匀强磁场.已知外圆半径为2d,内圆半径为d,两圆的圆心与小孔重合(粒子重力不计).
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(1)判断带电粒子的正负,并求当ab棒的速度为v时,粒子到达M板的速度v;
(2)若要求粒子不能从外圆边界飞出,则ab棒运动速度v的取值范围是多少?
(3)若棒ab的速度manfen5.com 满分网,为使粒子不从外圆飞出,可通过控制导轨区域磁场的宽度S(如图b),则该磁场宽度S应控制在多少范围内?
(1)由右手定则判断ab棒产生的感应电动势方向,分析M、N两板的电性,即可判断带电粒子的电性;由公式E=BLv求出棒ab产生的感应电动势,MN板间电压就等于此感应电动势,根据动能定理求粒子到达M板的速度v; (2)要使粒子不从外边界飞出,则粒子最大半径时的轨迹与外圆相切,由几何关系求出轨迹半径的最大半径,由洛伦兹力充当向心力,列式求出速度的最大值,即可得到速度的范围; (3)若棒ab的速度,粒子在磁场中轨迹半径等于d,如果让粒子在MN间一直加速,则必然会从外圆飞出,所以只能让粒子在MN间只加速至最大速度(上题的结果).研究粒子在电场加速过程,由牛顿第二定律和运动学公式求出加速的时间,即可求出导轨区域磁场的宽度S. 【解析】 (1)根据右手定则知,a端为正极,故带电粒子必须带负电 ab棒切割磁感线,产生的电动势U=B 对于粒子,由动能定理qU=-0  得粒子射出电容器的速度为 v= (2)要使粒子不从外边界飞出,则粒子最大半径时的轨迹与外圆相切, 由几何关系有:(2d-r)2=r2+d2 得 r= 由洛仑兹力等于向心力,有:qvB=m 联立得 v=     故ab棒的速度范围:v≤ (3)因为>vm,故如果让粒子在MN间一直加速,则必然会从外圆飞出, 所以只能让粒子在MN间只加速至速度为 v==,再匀速射出电容器则可. 而带电粒子在电场中加速过程,有    a== 将代入得:a=   由v==at=t     得:t= 对于棒ab:s=v′t=d     故磁场的宽度应:s≤d 答: (1)带电粒子带负电,当ab棒的速度为v时,粒子到达M板的速度v是; (2)若要求粒子不能从外圆边界飞出,则ab棒运动速度v的取值范围是:v≤. (3)若棒ab的速度,为使粒子不从外圆飞出,可通过控制导轨区域磁场的宽度S(如图b),则该磁场宽度S应控制在d之内.
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考点分析:
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如图,竖直固定轨道abcd段光滑,长为L=1.0m的平台de段粗糙,abc段是以O为圆心的圆弧.小球A和B紧靠一起静止于e处,B的质量是A的4倍.两小球在内力作用下突然分离,A分离后向左始终沿轨道运动,与de段的动摩擦因数μ=0.2,到b点时轨道对A的支持力等于A的重力的manfen5.com 满分网,B分离后平抛落到f点,f到平台边缘的水平距离S=0.4m,平台高h=0.8m,g取10m/s2,求:
(1)AB分离时B的速度大小vB
(2)A到达d点时的速度大小vd
(3)圆弧abc的半径R.

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用伏安法测量金属丝的电阻,某同学设计了如图(乙)所示的电路图,电源电动势E=4V.实验要求获得多组数据,且金属丝上所加的电压须从零开始.
①某同学先用多用电表粗测该金属丝的电阻.用已经调好零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量,发现指针的偏转角度太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的______档位(选填“×100”或“×1”),然后进行______,再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图(甲)所示,则此段电阻丝的电阻为______Ω.
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②请根据图(乙)的电路图,在(丙)图中进行连线.(注意两表量程的选用)
③连接电路时,开关S应处于______(选填“闭合”或“断开”)状态;开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于______端(选填“a”或“b”);为使电压表示数增大,P应由中点向______端滑动(选填“a”或“b”).
④某次实验测量时,选用合适的电表量程,表面刻度及指针如图(丁)所示,则该金属丝电阻的测量值为______Ω,该测量值与金属丝的真实值相比______(选填“偏大”、“偏小”或“相等”).
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(1)探究小车加速度与合力、质量关系的实验装置如图甲所示:
①若要探究小车的加速度与合力的关系,应保持______不变,分别改变施加在小车上的拉力F,测出相对应的加速度a.
②把带有滑轮的长木板右端垫高,在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动,打点计时器在纸带上打出一系列计时点,如果计时点间距______,就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡.
③实验过程中,下列做法正确的是______
A.先接通电源,再使纸带运动        B.先使纸带运动,再接通电源
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处  D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
④实验中使用50Hz交变电流作电源,在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间还有4个点没有画出,测量了C点到A点、E点到C点的距离如图乙所示.则C点的速度vC=______m/s,纸带的加速度a=______m/s2.(结果保留三位有效数字)
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如图是我国于2011年9月29日发射的“天宫一号A”目标飞行器和2012年6月16日发射的“神舟九号B”飞船交会对接前共面近圆轨道示意图.下列说法中正确的是( )
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A.A的线速度大于B的线速度
B.A的角速度大于B的角速度
C.A的周期大于B的周期
D.A的向心加速度小于B的向心加速度
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如图所示,仅在电场力作用下,一带负电粒子沿图中虚线从A运动到B,则( )
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A.电场力对粒子做正功
B.粒子动能减少
C.粒子电势能减少
D.粒子加速度增大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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