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如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2...

如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60°.一质量为m、带电量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力).

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由题意可知粒子在两磁场中的转动轨迹,由几何关系可知两圆的半径,则由洛仑兹力充当向心力可列出方程;再根据在两磁场中转过的圆心角可求得在两磁场中的时间,则由两粒子在两磁场中运动的总时间可列出关于时间的表达式,联立可解得磁感应强度. 【解析】 设粒子的入射速度为v,已知粒子带正电,故它在磁场中先顺时针做圆周运动,再逆时针做圆周运动,最后从A4点射出,用B1、B2、R1、R2、T1、T2分别表示在磁场Ⅰ区Ⅱ磁感应强度、轨道半径和周期① ② ③ ④ 设圆形区域的半径为r,如答图5所示,已知带电粒子过圆心且垂直A3A4进入Ⅱ区磁场,连接A1A2,△A1OA2为等边三角形,A2为带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心,其半径R1=A1A2=OA2=r⑤ 圆心角∠A1A2O=60°,带电粒子在Ⅰ区磁场中运动的时间为⑥ 带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心在OA4的中点,即R=r ⑦ 在Ⅱ区磁场中运动时间为⑧ 带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间t=t1+t2⑨ 由以上各式可得⑩ 故I区磁感应强度为;II区磁感应强度为.
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考点分析:
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如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场.电量为q、动能为E的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力.
(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能.
(2)若粒子离开电场时动能为EK′,求电场强度的大小?

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(2)固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示,取重力加速度g=10m/s2.求:细杆与地面间的倾角α.
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(2)1849年,法国科学家斐索用如图所示的方法在地面上测出了光的速度.他采用的方法是:让光束从高速旋转的齿轮的齿缝正中央穿过如图1所示,经镜面反射回来,调节齿轮的转速,使反射光束恰好通过相邻的另一个齿缝的正中央,由此可测出光的传播速度.若齿轮每秒转动n周,齿轮半径为r,齿数为P,齿轮与镜子间距离为d,则齿轮的转动周期为______,每转动一齿的时间为______,斐索测定光速c的表达式为c=______
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(3)如图2所示,质量不同的两个物体A和B,用跨过定滑轮的细绳相连.开始时B放在水平桌面上,A离地面有一定的高度,从静止开始释放让它们运动,在运动过程中B始终碰不到滑轮,A着地后不反弹.不计滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量,用此装置可测出B物体与水平桌面间的动摩擦因数μ.
①在本实验中需要用到的测量工具是______
需要测量的物理量是______;(写出物理量的名称并用字母表示)
②动摩擦因数μ的表达式为μ=______
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某同学利用图(a)所示的电路研究灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定),图(b)为实物图.
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(1)他分别将L1、L2接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现灯泡均能正常发光.在图(b)中用笔线代替导线将电路连线补充完整.
(2)接着他将L1和L2串联后接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮,出现这种现象的原因是______
现有如下器材:电源E(6V,内阻不计),灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W),L2(6V,10W),单刀双掷开关S.在图(c)中设计一个机动车转向灯的控制电路:当单刀双掷开关S与1相接时,信号灯L1亮,右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮;当单刀双掷开关S与2相接时,信号灯L1亮,左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮.
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有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播,波速均为v=2.5m/s.在t=0时,两列波的波峰正好在x=2.5m处重合,如图所示.
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(1)两列波的周期Ta=______和Tb=______
(2)当t1=0.4s时,横波b的传播使质点P的位移为______m.
(3)t=0时,两列波的波峰重合处的所有位置为x=______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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