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如图,两个共轴的圆筒形金属电极,在内筒上均匀分布着平行于轴线的标号1-8的八个狭...

如图,两个共轴的圆筒形金属电极,在内筒上均匀分布着平行于轴线的标号1-8的八个狭缝,内筒内半径为R,在内筒之内有平行于轴线向里的匀强磁场,磁感应强度为B.在两极间加恒定电压,使筒之间的区域内有沿半径向里的电场.不计粒子重力,整个装置在真空中,粒子碰到电极时会被电极吸收.
(1)一质量为m1,带电量为+q1的粒子从紧靠外筒且正对1号缝的S点由静止出发,进入磁场后到达的第一个狭缝是3号缝,求两电极间加的电压U是多少?
(2)另一个粒子质量为m2,带电量为+q2,也从S点由静止出发,该粒子经过一段时间后恰好又回到S点,求该粒子在磁场中运动多少时间第一次回到S点.

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(1)带电粒子从S点出发,在两筒之间的电场作用下加速,沿径向穿过狭缝a而进入磁场区,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.粒子从1号缝直接到3号缝,轨迹为圆周,轨迹半径等于内筒半径,由牛顿第二定律列式求出速度,由根据动能定理求出加速电压. (2)粒子再回到S点的条件是能沿径向穿过狭缝,只要穿过了狭缝,粒子就会在电场力作用下先减速,再反向加速,再重新进入磁场区,再回到S点.画出粒子可能的运动轨迹,共有三种可能情况:第一种:粒子依次经过2、3、4、5、6、7、8号缝回到1号缝;第二种:粒子依次经3、5、7号缝回到1号缝;第三种:粒子依次经过4、7、2、5、8、3、6号缝回到1号缝.确定出轨迹的圆心角,求出总时间. 【解析】 (1)m1粒子从S点出发在电场力作用下加速沿径向由1号缝以速度V1进入磁场, 依动能定理    ① 在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力公式和牛顿定律得    ② 粒子从1号缝直接到3号缝,轨迹为1/4圆周,轨迹半径等于内筒半径r1=R  ③ 由以上得    ④ (2)m2粒子进入磁场后,做匀速圆周运动周期为T    ⑤ 周期为   ⑥ 得     ⑦ m2粒子能回到S点的条件是能沿径向进入某条缝,在电场中先减速再反向加速重回磁场,然后以同样的方式经过某些缝最后经1号缝回到S点.共有三种可能情况 第一种:粒子依次经过2、3、4、5、6、7、8号缝回到1号缝.           ⑧ 第二种:粒子依次经3、5、7号缝回到1号缝    ⑨   第三种:粒子依次经过4、7、2、5、8、3、6号缝回到1号缝    ⑩ 答:(1)两电极间加的电压U是. (2)另一个粒子质量为m2,带电量为+q2,也从S点由静止出发,该粒子经过一段时间后恰好又回到S点,该粒子在磁场中第一次回到S点的运动时间可能为:或.
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考点分析:
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如图甲所示,一长绝缘木板靠在光滑竖直墙面上,质量为m=1kg.木板右下方有一质量为2m的小滑块(可视为质点),滑块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4,木板与滑块处有恒定的风力F=4mg,风力方向水平向左,若电动机通过一根绝缘绳拉动滑块(绳保持竖直),使之从地面由静止开始匀加速向上移动,当滑块与木板分离时(如图乙所示),滑块的速度大小为v=8m/s,此过程中电动机对滑块做的功为W=136J(重力加速度为g=10m/s2).
(1)求当滑块与木板分离时,滑块离地面的高度h;
(2)滑块与木板分离前,木板运动的加速度大小a;
(3)求滑块开始运动到与木板分离的过程中摩擦力对木板所做的功W.

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(1)有一个小灯泡上标有“4V,2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的U-I图线,有下列器材供选用:
A.电压表(0~5V,内阻10kΩ)     B.电压表(0~10V,内阻20kΩ)
C.电流表(0~0.3A,内阻1Ω)      D.电流表(0~0.6A,内阻0.4Ω)
E.滑动变阻器(5Ω,1A)           F.滑动变阻器(500Ω,0.2A)
①实验中电压表应选用______,电流表应选用______.为使实验误差尽量减小,要求电压表从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用______(用序号字母表示).
②请在方框内画出满足实验要求的电路图,并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图.
③根据U-I图象,当灯泡两端所加电压为3.2V时,电功率为______W
(2)在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙所示的两种装置:
①若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则______
A.m1>m2,r1>r2
B.m1>m2,r1<r2
C.m1>m2,r1=r2
D.m1<m2,r1=r2
②若采用图乙所示装置进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是______
A.直尺 B.游标卡尺
C.天平 D.弹簧测力计 E.秒表
③设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置),所得“验证动量守恒定律”的结论为______.(用装置图中的字母表示)
(3)在用如图5所示的装置做“探究动能定理”的实验时,下列说法正确的是______
A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度.manfen5.com 满分网
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A.ab杆中的电流强度与速率v成正比
B.磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比
C.电阻R上产生的电热功率与速率v成正比
D.外力对ab杆做功的功率与速率v成正比
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如图所示,真空中等量异种点电荷放置在M,N两点,在此MN的连线上有对称点a、c,MN连线的中垂线上有对称点b、d,则下列说法正确的是( )
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C.负电荷在c点电势能一定大于在a点电势能
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用如图所示的光电管研究光电效应的实验中,用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转.而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,那么( )
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A.a光的频率一定大于b光的频率
B.只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大
C.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转
D.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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