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如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2...

如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60°.一质量为m、带电量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力).

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由题意可知粒子在两磁场中的转动轨迹,由几何关系可知两圆的半径,则由洛仑兹力充当向心力可列出方程;再根据在两磁场中转过的圆心角可求得在两磁场中的时间,则由两粒子在两磁场中运动的总时间可列出关于时间的表达式,联立可解得磁感应强度. 【解析】 设粒子的入射速度为v,已知粒子带正电,故它在磁场中先顺时针做圆周运动,再逆时针做圆周运动,最后从A4点射出,用B1、B2、R1、R2、T1、T2分别表示在磁场Ⅰ区Ⅱ磁感应强度、轨道半径和周期① ② ③ ④ 设圆形区域的半径为r,如答图5所示,已知带电粒子过圆心且垂直A3A4进入Ⅱ区磁场,连接A1A2,△A1OA2为等边三角形,A2为带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心,其半径R1=A1A2=OA2=r⑤ 圆心角∠A1A2O=60°,带电粒子在Ⅰ区磁场中运动的时间为⑥ 带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心在OA4的中点,即R=r ⑦ 在Ⅱ区磁场中运动时间为⑧ 带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间t=t1+t2⑨ 由以上各式可得⑩ 故I区磁感应强度为;II区磁感应强度为.
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考点分析:
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下表为甲乙两汽车的性能指标.开始时两车静止在同一条平直公路上,甲车在前乙车在 后,两车相距170m.某时刻起两车向同一方向同时启动,若两车由静止开始运动到最大 速度的时间内都以最大加速度(启动时的加速度)做匀加速直线运动.
(1)求两车的最大加速度的大小.
(2)通过计算判断两车相遇时各做何种性质的运动?
启动的快慢/s(0~30n1/s的加速时问)最大速度m•s-1
甲车    1240
乙车    650

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如图所示,两个完全相同、质量都是m的金属小球甲、乙套在光滑绝缘杆上,P左侧杆水平,且处于水平向左场强为E的匀强电场中,右侧是半径为尺的四分之一圆弧杆.甲球带电荷量为q的负电荷,乙球不带电并静止于M处,PM=L.现将甲球从圆弧杆顶端无初速 释放,运动到M时与乙碰撞并粘合在一起向左运动.碰撞时间极短,水平杆足够长.求:
(1)甲在碰撞前瞬间的速度大小.
(2)碰撞后甲乙共同向左运动的最大距离.

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为测量一电源的电动势及内阻:
(1)现有以下三种量程的电压表:
A.量程为l V、内阻大约为2kΩ的电压表V1
B.量程为2V、内阻大约为3kΩ的电压表V2
C.量程为3V、内阻为3kΩ的电压表V3
要改装一个量程为9V的电压表,应该选择______(选填“A”、“B”或“C”)与______kΩ的电阻串联.
(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号manfen5.com 满分网表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图.    
(3)根据以上实验原理电路图进行实验,读出电阻箱的阻值为15.0Ω时,电压表示数为1.50V;电阻箱的阻值为40.0Ω时,电压表示数为2.00V,则电源的电动势E=______V,内阻r=______Ω.

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某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H.将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为x,实验数据见表格.
h(10-1m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
x2(10-1m2 2.62 3.89 5.20 6.53 7.78
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(1)若钢球的机械能守恒,则x2与h的关系应满足x2=______(用日、^表示).
(2)对比实验结果与理论计算得到的x2-h关系图线(图乙),自同一高度静止释放的钢
球,水平抛出的速率υ______υ0理(理论值)(横线上填“小于”或“大于”).
(3)从实验结果与理论计算得到的x.一^关系图线存在明显的误差,造成上述误差的可能原因是______
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在“研究匀变速直线运动”的实验中所使用的电源是50Hz的交流电,某同学打好三条纸带,选取其中最好的一条,其中一段如图所示.图中A、B、C、D、E为计数点,相邻两个计数点间有四个点未画出.根据纸带可计算出各计数点的瞬时速度,则B点的速度vB=     m/s,并计算纸带所对应小车的加速度a=    m/s2(本题结果均要求保留三位有效数字)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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