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如图所示,在xOy平面内,第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界,OM与负x轴成...

如图所示,在xOy平面内,第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界,OM与负x轴成45°角.在x<0且OM的左侧空间存在着负x方向的匀强电场;在y<0的OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.一不计重力的带负电的微粒,从坐标原点O沿y轴负方向以速度v进入磁场,最终离开电磁场区域的位置坐标为(0,manfen5.com 满分网).已知微粒的电荷量为q,质量为m,求:
(1)滞电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标.
(2)带电微粒在磁场区域运动的总时间.
(3)匀强电场的场强.

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(1)带电微粒进入磁场后由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,画出轨迹,由于OM与负x轴成45°角,微粒入射的方向与OM夹角与第一次离开磁场时速度与OM的夹角都是45°,由牛顿第二定律求出微粒运动的半径,由几何知识求出第一次经过磁场边界的位置坐标. (2)分析微粒的运动情况可知,微粒第一次离开磁场后进入电场中,受到水平向右的电场力作用,先向左做减速运动,后向右做加速运动,第二次进入磁场后,仍做匀速圆周运动,半径不变,轨迹恰好与y轴相切,转过圈后第二次离开磁场时,此时速度方向沿y轴正向,故进入电场后微粒做类平抛运动,根据轨迹的圆心角求解微粒在磁场区域运动的总时间. (3)由几何关系求出微粒在电场中水平位移和竖直位移,由牛顿第二定律和运动学公式求解场强. 【解析】 (1)带电微粒从O点射入磁场,运动轨迹如图.第一次经过磁场边界上的A点 由得, 根据几何知识得,A点位置坐标 (2)设带电微粒在磁场中做圆周运动的周期为T 则 而周期为 T= 则 (3)微粒从C点沿y轴正方向进入电场,做类平抛运动,C点的位置坐标为(-2r,-2r),微粒在电场中运动,沿x、y方向的位移分别为△x=2r,△y=4r 而, 水平方向有: 竖直方向有:△y=vt1 整理得    答: (1)滞电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标是. (2)带电微粒在磁场区域运动的总时间是. (3)匀强电场的场强为.
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考点分析:
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在电场强度为E的匀强电场中,有一条与电场线平行的几何线,如图中虚线所示.几何线上有两个静止的小球A和B(均可视为质点),两小球的质量均为m,A球带电量为+q,B球不带电.开始时两球相距L,在电场力的作用下,A球开始沿直线运动,并与B球发生正对碰撞,碰撞中A、B两球的总动能无损失.设每次碰撞后A、B两球速度互换,碰撞时,A、B两球间无电荷转移,且不考虑重力及两球间的万有引力,不计碰撞时间,问:
(1)A球经过多长时间与B球发生第一次碰撞?
(2)再经过多长时间A球与B球发生第二次碰撞?
(3)在下面的坐标系中,画出A球运动的速度-时间图象.(从A球开始运动到A球、B球第三次碰撞,不要求写计算步骤)manfen5.com 满分网
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如图所示,摩托车做腾跃特技表演,从静止开始沿曲面冲上高0.8m、顶部水平的高台,若摩托车冲上高台的过程中始终以额定功率1.8kW行驶,经过2s到达平台顶部,之后关闭发动机,然后水平离开平台,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平,圆弧所对的圆心角θ为106°.已知圆弧半径为R=10m,人和车的总质量为180kg(人与摩托车可视为质点,忽略空气阻力,取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:
(1)从平台飞出到A点,人和车运动的速度vA大小.
(2)摩托车经圆弧最低点C时对轨道的压力.
(3)摩托车冲上高台过程中克服阻力(不包括重力)做的功.

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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡标有“3.8V、1.14W”字样;电压表V量程5V,内阻约为5kΩ;直流电源E的电动势4.5V,内阻不计;开关S及导线若干;其他供选用的器材还有:电流表A1量程250mA,内阻约为2Ω;电流表A2量程500mA,内阻约为1Ω;滑动变阻器R1阻值0-10Ω;滑动变阻器R2阻值0-2kΩ.
(1)为了使调节方便,测量的准确度高;
①实验中应选用电流表    ,滑动变阻器   
②请画出实验电路图.
(2)由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如2图所示,将本实验用的小灯泡接入图1所示的电路,电源电压恒为6V,定值电阻R1=30Ω.电流表读数为0.45A,此时小灯泡消耗的实际功率为     W.(不计电流表的内阻)
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如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.
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a.将拉力传感器固定在小车上;
b.平衡摩擦力,让小车能在长木板上做    运动;
c.把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与沙桶相连;
d.接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速度率vA、vB
e.改变沙桶的质量,重复d的操作.
②下表中
次数F(N)manfen5.com 满分网a(m/s2
10.600.770.80
21.261.611.68
31.842.34
43.624.654.84
54.285.495.72
记录了实验测得的几组数据,manfen5.com 满分网是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a=    ,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效
数字).
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A.(1)是a-t图象               (2)是v-t图象 (3)是a-v图象(4)是f-t图象
B.(1)是v-t图象       (2)是E-v图象(3)是f-v图象(4)是a-v图象
C.(1)是v-t图象        (2)是a-t图象(3)是f-t图象 (4)是a-v图象
D.(1)是a-v图象             (2)是f-v图象(3)是E-v图象(4)是a-t图象
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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