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在xOy平面内,x>0的区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=0.4T...

manfen5.com 满分网在xOy平面内,x>0的区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=0.4T;x<0的区域存在沿x轴正方向的匀强电场.现有一质量为m=4.0×10-9 kg,带电荷量为q=2.0×10-7 C的正粒子从x轴正方向上的M点以速度v=20m/s进入磁场,如图所示,v与x轴正方向的夹角θ=45°,M点与O点相距为l=manfen5.com 满分网m.已知粒子能以沿着y轴负方向的速度垂直穿过x轴负半轴上的N点,不计粒子重力.求:(1)粒子穿过y轴正半轴的位置以及此时速度与y轴负方向的夹角;
(2)x<0区域电场的场强;
(3)试问粒子能否经过坐标原点O?若不能,请说明原因;若能,请求出粒子从M点运动到O点所经历的时间.
粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,则可求出轨道半径.由几何关系可求出PM及OP长度,再由圆的对称性可确定速度与y轴的夹角. 将曲线运动分解成x轴与y轴方向,然后由运动学公式可求出运动时间,进而可得出电场强度. 由运动轨迹及周期公式来确定粒子在磁场中运动的时间. 【解析】 (1)粒子在磁场中做匀速圆周运动时,由洛伦兹力提供向心力        得:R=1 m      过M点做初速度v的垂线交y轴正方向于P点,则 得:PM=2 m=2R      由几何关系得PM为轨迹圆的直径,P点即为粒子穿过y轴正半轴的位置     由圆的对称性得粒子经过此处时的速度与y轴负方向的夹角为θ=45°. (2)设粒子由P点到N点历时t1,则: x轴方向:vsin45°-=0   y轴方向:vt1cos45°=OP   联立求解,代入数据得:t1=0.1 s,   (2分) (3)粒子能到达O点 粒子在磁场中的运动周期为: 从M点运动到O点经过的轨迹如图 经历的时间为:t=+2t1 代入数据得:t=(+0.2)s≈0.59 s
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考点分析:
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如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ,导轨间距为l,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上.如图所示,将甲、乙两阻值相同,质量均为m的相同金属杆放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲、乙相距l.从静止释放两金属杆的同时,在金属杆甲上施加一个沿着导轨的外力,使甲金属杆在运动过程中始终沿导轨向下做匀加速直线运动,且加速度大小以a=gsinθ,乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动.
(1)求每根金属杆的电阻R为多少?
(2)从刚释放金属杆时开始计时,写出从计时开始到甲金属杆离开磁场的过程中外力F随时间t的变化关系式,并说明F的方向.
(3)若从开始释放两杆到乙金属杆离开磁场,乙金属杆共产生热量Q,试求此过程中外力F对甲做的功.

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______,正确安装实验装置后,在释放纸带之前,应把重物提高到______的地方.某同学选用不同的器材,在实验中分别得到了甲、乙两条打上点的纸带,第一个打点均为O,在甲纸带上任选6个连续的打点A、B、C、D、E、F,它们到O的距离分别为19.20cm、23.23cm、27.65cm、32.45cm、37.63cm、43.20cm;同样在乙纸带上任选6个连续的打点A′、B′、C′、D′、E′、F′,它们到O的距离分别为16.00cm、19.36cm、23.05cm、27.04cm、31.37cm、36.10cm.
根据甲纸带的数据可知,m=0.2kg的重物由B点运动到E点重力势能的减少量等于
______,动能的增加量等于______(当地的重力加速度取g=9.8m/s2).分析这位同学的两组实验数据,指出哪组不符合实验要求,并说明原因.
II.现有如下所示的实验器材(示意图),要完成伏安法“测定干电池的电动势和内阻”实验
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(1)请选用器材并在实物连线图上完成必需的导线连接.
(2)若测得的实验数据如下表,请用作图法求出干电池的电动势和内阻.
电压(U/V)1.481.441.381.301.201.08
电流(I/A)0.050.100.150.250.350.50
(3)若上图中所给的电流表已被损坏,用剩余器材能否测定干电池的电动势和内阻?如能的话,请选定器材并给出电路图.
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A.E带正电,F带负电,且QE>QF
B.在M点由静止释放一带正电的检验电荷,检验电荷将沿电场线运动到N点
C.过N点的等势面与过N点的切线垂直
D.负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
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A.这两颗卫星的加速度大小相等,均为manfen5.com 满分网
B.卫星l向后喷气就一定能追上卫星2
C.卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网
D.卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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