如图所示,正方形区域abcd边长L
1=8cm,内有平行于ab方向指向bc边的匀强电场,场强E=3750V/m,一带正电的粒子电荷量q=lO
-10C,质量m=10
-20㎏,从坐标原点O点开始沿电场中心线(x轴方向)飞入电场,初速度v
=2×10
6m/s.粒子飞出电场后经过界面宽度L
2=12cm的cd、PS间的无电场区域后,进入磁感应强度为2.5×lO
-3T、宽度为L
3=12cm的PS、MN间的匀强磁场区域.试求:
(1)粒子穿过界面PS时偏离x轴的距离y;
(2)粒子穿过界面PS时的速度大小与方向;
(3)粒子再一次到达x轴时的位置;
(4)粒子从O点到再次到达x轴上的总时间.
考点分析:
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如图甲所示,质量为m、电阻为R的矩形线圈平放在光滑水平面上,矩形线圈ab、bc边分别长为L和2L,足够大的有界匀强磁场垂直于水平面向下,线圈一半在磁场内,另一半在磁场外,磁感强度为B
.t=0时刻磁感强度开始均匀减小,线圈中产生感应电流,并在磁场力作用下开始运动,v-t图象如图乙所示,图中斜向虚线为v-t图线上O点的切线,标出的t
1、t
2、v
为已知量.求:
(1)t=0时刻线圈的加速度;
(2)磁感强度的变化率;
(3)t
2时刻矩形线圈回路的电功率.
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跳水运动是我国体育运动的优势项目,某运动员参加10m跳台(即跳台距水面10m)的跳水比赛,假如某运动员质量为m=60kg,其体形可等效为长度L=1.0m,直径d=0.3m的圆柱体,不计空气阻力,运动员站立在跳台上向上跳起到达最高点时,他的重心离跳台台面的高度为0.70m,在从起跳到接触水面过程中完成一系列动作,入水后水的等效阻力F(不包括浮力)作用于圆柱体的下端面,F的数值随入水深度,变化的函数图象如图所示,该直线与F轴相交于F=2.5mg处,与y轴相交于y=h(某一未知深度),为了确保运动员的安全,水池必须有一定的深度,已知水的密度ρ=1×10
3㎏/m
3,根据以上的数据进行估算(g取1Om/s
2).
(1)运动员起跳瞬间所做的功;
(2)运动员从起跳到接触水面过程的时间;
(3)跳水池至少应为多深?(保留两位有效数字)
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在“云室”中加一匀强电场,通过观察带电粒子在其中的运动径迹,可研究原子核的衰变规律.现有一静止的放射性原子核
C置于云室中的O点,如图所示,发生衰变时,可能放射出α粒子(
He)、电子(
e),正电子(
e)中的某一种,并生成一新核,已知衰变后瞬间放射出粒子及新核的速度方向均与水平方向垂直,经过相等时间t形成的径迹如图中黑粗线所示(图中a、b均表示长度,大小未知).
(1)若核反应放出能量全部转化为粒子及新核的动能,已知衰变后瞬间粒子动能为E
,粒子与新核质量比为k,求衰变过程中的质量亏损△m.
(2)试通过计算分析
C发生衰变放出的是何种粒子?并写出核反应方程.
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甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R
1和R
2的阻值.实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R
1,待测电阻R
2,电压表V(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀单掷开关S
1,单刀双掷开关S
2,导线若干.
(1)先测电阻R
1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:
闭合S
1,将S
2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R和对应的电压表示数U
1,保持电阻箱示数不变,______,读出电压表的示数U
2.则电阻R
1的表达式为R
l=______.
(2)甲同学已经测得电阻R
1=4.8Ω,继续测电源电动势E和电阻R
2的阻值.该同学的做法是:闭合S
1,将S
2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图所示的
-
图线,则电源电动势E=______V,电阻R
2=______Ω.
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一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动.在圆盘静止不动时,用游标卡尺测得圆盘的直径(如图甲所示);在圆盘加速转动时,用电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸进行了如下操作:①如下图乙所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上.②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动.③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量(打点计时器所接交流电的频率为50Hz,A、B、C、D…为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出).
(1)如图甲所示,圆盘的直径d为______cm;
(2)由图丙可知,打下计数点D时,纸带运动的速度大小为______m/s,此时圆盘转动的角速度为______rad/s.
(3)纸带运动的加速度大小为______m/s
2.
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