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如图所示,在xOy 坐标系内有垂直纸面向外的范围足够大的匀强磁场,磁感应强度的大...

如图所示,在xOy 坐标系内有垂直纸面向外的范围足够大的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.在t=0 时刻有两个粒子N、P分别从坐标原点O及坐标( L,0)点开始运动.N粒子带正电,电量为q,质量为m,速度大小为vn、方向为在xOy 平面内的所有可能的方向;P粒子不带电,其速度大小为vP.方向为在xOy 平面内且与x 轴的负方向的夹角为q.两粒子所受的重力不计.
(1)对于Vn有一临界值v,当vn<v 时,两个粒子不可能相遇,求临界值可的大小;
(2)若两个粒子相遇的位置在y轴上,且已知q=30°,L=manfen5.com 满分网m,m=6.4×10-27kg,q=3.2×10-19 C,vn=1.15π⋅107m/s,vP=3⋅106 m/s.求vn的方向与y 轴正方向的夹角β

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(1)P粒子不带电,做匀速直线运动,N粒子带正电,做匀速圆周运动,临界状态是两者轨迹相切的情况,根据洛伦兹力提供向心力公式及几何关系即可求解速度; (2)根据几何关系求出圆周运动的半径,相遇的时间为P粒子运动的时间,再结合周期公式分N粒子的轨迹为优弧和劣弧两种情况讨论即可求解. 【解析】 (1)临界情况如图所示: 洛伦兹力提供向心力,则有: Bqv=m 解得:R= 根据几何关系有: 2R=Lsinθ 则v= (2)由作图及几何关系可知,N粒子做圆周运动的半径为R=1m N粒子做圆周运动的周期T== 相遇的时刻t=  ① 若N粒子的轨迹为劣弧,则t=(k=0,1,2…)② 若N粒子的轨迹为优弧,则t=(k=0,1,2…)③ 由①③两式解得:k=3 由①②两式k无整数解. 因此N粒子的轨迹为优弧,vn的方向与y轴正方向的夹角为β=150° 答:(1)临界值的大小为; (2)vn的方向与y 轴正方向的夹角β为150°
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考点分析:
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一足够长的水平传送带以恒定的速度运动,现将质量为M=2.0kg 的小物块抛上传送带,如图a所示.地面观察者记录了小物块抛上传送带后0~6s内的速度随时间变化的关系,如图b所示(取向右运动的方向为正方向),g 取10m/s2
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(1)指出传送带速度的大小和方向;
(2)计算物块与传送带间的动摩擦因数μ
(3)计算0-6s内传送带对小物块做的功.
(4)计算0-6s内由于物块与传送带摩擦产生的热量.
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足够长且电阻不计的金属光滑导轨MN、PQ水平放置,导轨间距为d,M、P两点间接有阻值为R的电阻,建立平面直角坐标系,坐标轴x,y分别与PQ、PM重合,如图所示.空间存在垂直导轨平面且范围足够大的磁场,磁场沿x轴的分布规律为manfen5.com 满分网,其中B、l 为常数,以竖直向下方向为B 的正方向.一根电阻不计的导体棒AB垂直导轨放置,在与棒垂直的水平外力F的作用下从非常靠近y轴的位置以速度v 匀速向x 轴的正方向运动,运动过程中,棒始终与导轨垂直.求:
(1)导体棒运动到哪些位置,回路中的电流达到最大值;
(2)外力随时间t的变化关系;
(3)导体棒发生上个λ的位移过程中,电阻R上产生的焦耳热.

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如图所示,质量为m=10kg 的小车,静止在光滑的水平地面上,车长为L=1m,小车高度不计.现给小车施加一个水平向右的恒力F,使小车向右做匀加速运动.与此同时,在距离小车正前方S=4m 的正上方H=5m 高处,将一个可视为质点的小球以v=1m/s 的速度水平向右抛出.如要使小球能落到小车上,求恒力F 的取值范围.(空力不计,g 取10m/s2

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“神舟七号”返回舱可利用降落伞系统和缓冲发动机降低着陆阶段的下降速度.已知返回舱的质量为M,降落伞的质量为m,忽略返回舱受到的空气阻力及浮力,返回舱着陆阶段可认为是竖直降落的.
(1)假设降落伞打开后,降落伞受到空气阻力的大小与返回舱下降速度的二次方成正比,比例系数为k.由于空气阻力对降落伞的作用,可以使返回舱在离开地面比较高的地方就成为匀速下降的状态,求匀速下降的速度v.
(2)当匀速下降到离开地面高度为h的时候,返回舱自动割断伞绳,启动缓冲发动机,使返回舱获得一个竖直向上的恒定推力F,返回舱开始减速下降,下降过程中可认为返回舱的质量不变.当返回舱着陆时关闭缓冲发动机,此时返回舱的速度减为v′,求缓冲发动机推力F 的大小.
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为了测定一个定值电阻的阻值,某同学利用如图(a)所示的电路进行实验.电源电动势为E(大小未知)、内阻不计,R为待测电阻,R′为电阻箱,电压表的内阻非常大.实验时,改变R′的值,记下对应的电压表0所示的电压U的值,从而得到若干组R′、U的数据,然后通过作出有关物理量的线性图象,即可求得R的阻值.
(1)请写出与你所作线性图象对应的函数关系式   
(2)请在图(b)所示虚线框内的坐标系中作出定性图象(要求标明两个坐标轴所代表的物理量,用符号表示).
(3)若该线性图象的纵轴截距为b,斜率为k,则电阻R的表达式为R=   
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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