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如图,真空室内竖直条形区域I存在垂直纸面向外的匀强磁场,条形区域Ⅱ(含I、Ⅱ区域...

如图,真空室内竖直条形区域I存在垂直纸面向外的匀强磁场,条形区域Ⅱ(含I、Ⅱ区域分界面)存在水平向右的匀强电场,电场强度为E,磁场和电场宽度均为L且足够长,M、N为涂有荧光物质的竖直板.现有一束质子从A处连续不断地射入磁场,入射方向与M板成60°夹角且与纸面平行,质子束由两部分组成,一部分为速度大小为v的低速质子,另一部分为速度大小为3v的高速质子,当I区中磁场较强时,M板出现两个亮斑,缓慢改变磁场强弱,直至亮斑相继消失为止,此时观察到N板有两个亮斑.已知质子质量为m,电量为e,不计质子重力和相互作用力,求:
(1)此时I区的磁感应强度;
(2)到达N板下方亮斑的质子在磁场中运动的时间;
(3)N板两个亮斑之间的距离.

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(1)由低速质子恰好与交界相切,由几何关系可得半径大小,再由洛伦兹力提供向心力,来算出磁感应强度大小; (2)到达N板下方亮斑的质子,则运动半径较小,所以是低速质子,因此根据运动圆弧来确定圆心角,从而求出在磁场中运动时间; (3)高速质子在磁场中做匀速圆周运动,由几何关系确定竖直方向的位移;当进入匀强电场做匀加速直线运动;而低速质子在磁场中做匀速圆周运动,由几何关系确定竖直方向的位移;进入匀强电场则做类平抛运动,因此根据平抛运动规律可得竖直方向位移,最终将位移相加求出总和. 【解析】 (1)此时低速质子速度恰好与两场交界相切且与电场方向垂直,在磁场中运动半径为R1                   ①  R1+R1cos60°=L           ② 由①②得               ③ (2)低速质子在磁场中运动时间                 ④ 由②④得                                          ⑤ (3)高速质子轨道半径 R2=3R1                         ⑥ 由几何关系知此时沿电场线方向进入电场,到达N板时与A点竖直高度差 h1=R2(1-sin60°)               ⑦ 低速质子在磁场中偏转距离   h2=R1sin60°                 ⑧ 在电场中偏转距离 h3=vt′⑨ 在电场中时间 t′,L=     ⑩    eE=ma   (11) 由②⑥⑦⑧⑨⑩(11)得 亮斑PQ间距 h=h1+h2+h3=   (12) 答:(1)此时I区的磁感应强度; (2)到达N板下方亮斑的质子在磁场中运动的时间; (3)N板两个亮斑之间的距离
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考点分析:
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如图所示,MN是两块竖直放置的带电平行板,板内有水平向左的匀强电场,PQ是光滑绝缘的水平滑槽,滑槽从N板中间穿入电场.a、b为两个带等量正电荷的相同小球,两球之间用绝缘水平轻杆固连,轻杆长为两板间距的manfen5.com 满分网,杆长远大于球的半径,开始时从外面用绝缘轻绳拉着b球使a球靠近M板但不接触.现对轻绳施以沿杆方向的水平恒力拉着b球和a球由静止向右运动,当b球刚从小孔离开电场时,撤去拉力,之后a球也恰好能离开电场.求运动过程中b球离开电场前和离开电场后(a球还在电场中)轻杆中的弹力之比.不计两球间库仑力,球视为点电荷.

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如图,光滑半圆形轨道半径为R,水平面粗糙,弹簧自由端D与轨道最低点C距离为4R,一质量为m的可视为质点的小物块自圆轨道中点B由静止释放,压缩弹簧后被弹回到D点恰好静止.已知物块与水平面的动摩擦因数为0.2:重力加速度为g,弹簧始终处在弹性限度内,求:
(1)弹簧的最大压缩量和最大弹性势能
(2)现把D点右侧水平地面打磨光滑,且已知弹簧压缩时弹性势能与压缩量的二次方成正比,使小物块压缩弹簧,释放后能通过半圆轨道最高点A,压缩量至少是多少?
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高速公路上甲乙两车在同一车道上同向行驶,甲车在前,乙车在后,速度均为v=30m/s,距离s=100m,t=0时刻甲车遇紧急情况后,甲乙两车的加速度随时间变化如图所示,取运动方向为正方向.通过计算说明两车在0~9s内会不会相撞?
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今年9月29日,天宫一号成功发射,标志着我国迈向了空间站时代.天官一号沿椭圆轨道运行,近地点离地面高度h1=300km,远地点离地高度h2=347kn.若已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,忽略地球自转的影响,求:(结果均用符号表示,不作数字计算)
(1)环绕地球做匀速圆周运动的卫星的最小周期;
(2)天宫一号运行周期.
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将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池,但日常生活中我们很少用“水果电池”,这是为什么呢?某学习小组的同学准备就此问题进行探究.
(1)通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中,电动势大约会有1伏多一点.他们找来了一个苹果做实验,用量程为0一3V、内阻约5kΩ的伏特表测其两极时读数为0.75V.但当他们将四个这样的苹果电池串起来给标称值为“3V,0.5A”的小灯泡供电时,灯泡并不发光.检查灯泡、线路均没有故障,出现这种现象的原因应当是:______
(2)接着他们用内阻约50Ω的灵敏电流表直接接一个“苹果电池”的两极,测得电流为0.40mA,根据前面用伏特表测得的0.75V电压,由全电路欧姆定律得“苹果电池”内阻:r=manfen5.com 满分网=1.9kΩ.这个结果是否准确?如认为不准确,请说明主要理由______
(3)请用以下器材尽可能准确测定“苹果电池”的电动势和内阻:由以上两个“苹果电池”串联的电池组,电压表V(量程3V,内阻约5kΩ),电流表A(量程为0~0.6mA,内阻约为50Ω),滑动变阻器R(最大阻值约4kΩ)),导线和开关.
①在方框中画出电路图.②按电路图连接实物图.
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③下图是实验中得到的U一I图象,由图象可知每个“苹果电池”的电动势为______V,内电阻为______KΩ.(结果保留两位有效数字)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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