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如图所示,直线MN下方无磁场,上方空间存在两个匀强磁场,其分界线是半径为R的半圆...

如图所示,直线MN下方无磁场,上方空间存在两个匀强磁场,其分界线是半径为R的半圆,两侧的磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度大小都为B.现有一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从P点沿半径方向向左侧射出,最终打到Q点,不计粒子的重力.求:
(1)粒子从P点到Q点的最短运动时间及其对应的运动速率;
(2)符合条件的所有粒子的运动时间及其对应的运动速率.

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带电粒子在磁场中只受洛伦兹力,做匀速圆周运动.由题意可知:粒子在垂直向里的磁场运动圆弧,在垂直向外的磁场运动圆弧,对应的时间最短.从而根据已知长度来求出运动速率.由于磁场大小均相同,且洛伦兹力又不做功,因此相同的速率下,它们的半径均相同.虽不同的运动速率,但周期均相同,所以由题意来确定所有粒子的运动类型,从而求出运动时间及运动速率. 【解析】 (1)粒子的运动轨迹将磁场边界分成2等分时,对应有最短运动时间 由几何知识可得:粒子运动的半径r=R 又Bvq=m得v= 由对称性可得,粒子刚好在磁场中运动一周t= (2)设粒子的运动轨迹将磁场边界分成n等分(n=2,3,4…)  由几何知识得 ,r=Rtanθ(n=2,3,4…)  粒子的速率为v=tan(n=2,3,4…) 当n为偶数时,由对称性可得粒子在磁场中运动圈,t=T=(n=2,4,6…) 当n为奇数时,t为周期的整数倍加上第一段的运动时间,即 t=T+T=(n=3,5,7…)
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考点分析:
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如图所示,BCDG是光滑绝缘的manfen5.com 满分网圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中. 现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为manfen5.com 满分网,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达B点时速度为多大?
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时的速度大小和受到轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小.

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电动自行车是目前一种较为时尚的代步工具,某厂生产的一种电动自行车,设计质量(包括人)为m=80kg,动力电源选用能量存储量为“36V 10Ah”,即输出电压恒为36V,工作电流与工作时间的乘积为10安培小时的蓄电池(不计内阻),所用电源的额定输出功率P=180W,由于电动机发热造成的损耗(其它损耗不计),自行车的效率为η=80%.如果自行车在平直公路上行驶时所受阻力跟行驶速率和自行车对地面的压力的乘积成正比,即f=kmgv,其中k=5.0×10-3s•m-1,g取10m/s2求:
(1)该自行车保持额定功率行驶的最长时间是多少?
(2)自行车电动机的内阻为多少?
(3)自行车在平直的公路上能达到的最大速度为多大?
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现要测量某一电流表的内阻r1.给定器材有:
A.待测电流表A(量程300μA,内阻r1约为100Ω)
B.电压表V(量程3V,内阻r2=1kΩ)
C.电源E(电动势约4V,内阻忽略不计)
D.定值电阻R1=10Ω
E.滑动变阻器R2(阻值范围0~20Ω,允许通过的最大电流2.0A)
F.开关S,导线若干
要求测量时两电表指针的偏转均超过其量程的一半.
(1)在方框中画出测量电路原理图.
(2)电路接通后,测得电压表读数为U,电流表读数为I,用已知和测得的物理量表示电流表内阻r1=______

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manfen5.com 满分网小球做直线运动时的频闪照片如图所示.已知频闪周期 T=0.1s,小球相邻位置间距(由照片中的刻度尺量得)分别为 OA=6.51cm,AB=5.59cm,BC=4.70cm,CD=3.80cm,DE=2.89cm,EF=2.00cm.小球在位置 A 时速度大小vA=______m/s,小球运动的加速度大小a=______m/s2.(保留三位有效数字)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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