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如图所示,在直角坐标系xoy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场:垂直纸面...

manfen5.com 满分网如图所示,在直角坐标系xoy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场:垂直纸面向外的匀强磁场I、垂直纸面向里的匀强磁场II,O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点OM=MP=L.在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场.一质量为m、带电荷量为+q的粒子从电场中坐标为(-2L,-L)的点以速度υ沿+x方向射出,恰好经过原点O处射入区域I又从M点射出区域I(粒子的重力忽略不计).
(1)求第三象限匀强电场场强E的大小;
(2)求区域I内匀强磁场磁感应强度B的大小;
(3)如带电粒子能再次回到原点O,问区域II内磁场的宽度至少为多少?粒子两次经过原点O的时间间隔为多少?
(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,运用运动的分解法,由牛顿第二定律和运动学公式求解场强E的大小; (2)带电粒子进入磁场后,由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动.由题意,粒子经过原点O处射入区域I又从M点射出区域I,画出轨迹,由几何知识求出轨迹半径,由牛顿第二定律即可求得磁感应强度B的大小; (3)当带电粒子恰好能再次回到原点O,在磁场Ⅱ中轨迹恰好与其右边界相切,画出轨迹,由几何关系即可求出磁场的宽度.分段求出时间,即可求得总时间. 【解析】 (1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,则有    水平方向:2L=vt    竖直方向: 联立解得, (2)设到原点时带电粒子的竖直分速度为vy 则 则粒子进入磁场时速度大小为  ,方向与x轴正向成45°  粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动,由几何知识可得轨迹半径为  由洛伦兹力充当向心力,则有 可解得: (3)粒子运动轨迹如图. 在区域Ⅱ做匀速圆周的半径为 带电粒子能再次回到原点的条件是区域Ⅱ的宽度  粒子从O到M的运动时间  粒子从M到N的运动时间  粒子在区域Ⅱ中的运动时间  粒子两次经过原点O的时间间隔为  答:(1)第三象限匀强电场场强E的大小是; (2)区域I内匀强磁场磁感应强度B的大小是; (3)如带电粒子能再次回到原点O,区域II内磁场的宽度至少为(+1)L,粒子两次经过原点O的时间间隔为.
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考点分析:
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如图所示,从A点以υ01=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC,经圆孤轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上,圆弧轨道C端切线水平.已知长木板的质量M=4kg,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m,R=0.75m,物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数manfen5.com 满分网.求:
(1)小物块运动至B点时的速度大小和方向;
(2)小物块滑动至C点时,对圆弧轨道C点的压力;
(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板?

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(1)某同学在研究“对不同物体做相同功情况下,物体质量与速度的关系”时,提出了以下四种猜想:
A.m∞υ
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C.m∞υ2
D.manfen5.com 满分网
为验证猜想的正确性,该同学用如图1所示的装置进行实验:将长木板平放在水平桌面上,木块固定在长木板一端,打点计时器固定在木块上,木块右侧固定一轻弹簧,用连接纸带的小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放,打点计时器在纸带上打下一系列点,选取点迹均匀的一部分纸带,计算出小车匀速运动的速度υ1,测出小车的质量m1;然后在小车上加砝码,再次压缩弹簧至木板虚线处由静止释放小车,计算出小车和砝码匀速运动的速度υ2,测出小车和砝码的总质量m2:再在小车上加砝码,重复以上操作,分别测出υ3、m3….
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①每次实验中,都将小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放,目的是______;若要消除每次实验中小车和纸带受到的阻力对小车运动的影响,应进行的实验操作是______
②某次实验采集的五组数据如表:由表格数据直观判断,明显不正确的两个猜想是A、B、C、D中的______;若对某个猜想进行数据处理并作图,画出了如图2所示的图象,则图中的横坐标应是______
m/kg0.100.200.300.400.50
v/1.0000.7070.5770.5000..447
(2)冬、春季节降水量少,广东沿海附近江河水位较低,涨潮时海水倒灌,出现“咸潮”现象,使沿海地区的城市自来水中的离子浓度增高,电阻率变小,水质受到影响.某同学设计了一个监测河水电阻率的实验.在一根均匀长度玻璃管两端分别装上橡胶塞和铂电极,如图3所示,两电极相距L=0.314m,管内充满待测的河水.安装前用游标卡尺测量玻璃管的内径,测量结果如图4所示.
为测管内河水电阻供选器材有:
电压表V1:量程15V,内阻约30kΩ
电压表V2:量程3V,内阻约10kΩ
电流表A1:量程0.6A,内阻约0.5Ω
电流表A2:量程150mA,内阻约10Ω
滑动变阻器甲:最大值为10Ω,额定电流足够大
滑动变阻器乙:最大值为1kΩ,额定电流足够大
电源E1:电动势15V,内阻6Ω
电源E2:电动势3V,内阻2Ω
开关、导线若干.
该同学选用以上部分器材测出了9组数据,并在坐标系中标出,如图5所示.
①据图(2)读出玻璃管的内径d=______mm.
②实验时,所选用的电压表为______(填“V1”或“V2”),所选用的电流表为______(填“A1”或“A2”),所选的滑动变阻器为______(填“甲”或“乙”),所选的电源为______(填“E1”或“E2”).
③在答题卡的虚线框内画出该实验的原理图.
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在光滑的水平地面上方,有个磁感应强度大小B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,如图PQ为磁场的边界.一个半径为a,质量为m,电阻为R的金属圆环垂直磁场方向,以速度v从如图位置运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为manfen5.com 满分网,则下列说法正确的是( )
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A.此时圆环中的电功率为manfen5.com 满分网
B.此时圆环的加速度为manfen5.com 满分网
C.此过程中通过圆环截面的电量为manfen5.com 满分网
D.此过程中回路产生的电能为0.75mv2
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质量m=2kg的长木板A放在光滑的水平面上,另一质量m=2kg的物体B以水平速度υ=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化的情况如图所示,重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.木板获得的动能为2J
B.系统损失的机械能为1J
C.木板A的最小长度为1m
D.A、B间的动摩擦因数为0.1
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A.轨道半径之比约为manfen5.com 满分网
B.轨道半径之比约为manfen5.com 满分网
C.向心加速度之比约为manfen5.com 满分网
D.向心加速度之比约为manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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