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如图所示,质量为m,带电量为q(q>0)的粒子(重力不计),从离坐标原点为1.5...

如图所示,质量为m,带电量为q(q>0)的粒子(重力不计),从离坐标原点为1.5a的 y轴上的P点,以速度大小为v,方向与y轴正方向成θ=30°射入xoy坐标的第一象限,经过一个在第一象限内,边界形状为等腰梯形方向与xoy坐标面垂直匀强磁场区域,然后沿-x方向经过坐标原点0,进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,其运动轨迹为虚线所示,该电场强度为E,方向沿-y轴方向,磁感应强度为B,方向垂直坐标面向外.
(1)画出最小的等腰梯形所处的位置和粒子运动轨迹,并求出此时的磁感应强度;
(2)粒子过坐标原点0后的运动可分解为x方向和y方向两分运动组成,已知y方向分运动为简谐运动;求粒子离x轴最远距离.

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(1)根据洛伦兹力提供向心力,作出临界状态时粒子的轨迹,再根据几何关系求出粒子圆周运动的半径从而求出磁感应强度. (2)根据粒子在y轴方向上做简谐运动,根据简谐运动的特征结合动能定理求解即可. 【解析】 (1)设带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,轨迹半径为r,则有洛伦兹力提供向心力: …① …② 最小的等腰梯形边界如图PMNQ所示…③ 设:此时半径为r,最大磁感应强度为B 从图中可得 r+rsinθ=1.5a…④ ∴r=a…⑤ …⑥ (2)设粒子运动到最高点速度为v,离x轴的距离为y 根据动能定理  …⑦ 根据简谐运动的对称性,粒子在最低点和最高点加速度大小相同,方向相反,设最大加速度为a, 根据牛顿第二定律:在0点:qvB-qE=ma…⑧ 在最高点:qvB+qE=ma…⑨ 由⑧⑨式解得:…⑩ 由⑦⑩解得 …⑪ 答:(1)轨迹如图所示,此时的磁感应强度 (2)粒子离x轴的最远距离为.
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考点分析:
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甲、乙、丙三个物体用不可伸长的轻线通过轻滑轮连接,甲与地面用轻弹簧连接,如图所示.物体乙与物块丙之间的距离和物体丙到地面的距离相等.已知物体乙与物块丙的质量均为m,物体甲的质量大于m,但是小于2m;弹簧的劲度系数为k.物体在运动过程中不会与滑轮相碰,且不计一切阻力,物体碰地后不反弹.
(1)若将乙与丙间的线剪断,甲下降多大距离时它的速度最大?
(2)若将弹簧剪断后,要保证物块乙在运动过程中不会着地,求这种情形之下甲物体的质量等于多少?

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某天,小明在上学途中沿人行道以v1=lm/s速度向一公交车站走去,发现一辆公交车正以v2=15m/s速度从身旁的平直公路同向驶过,此时他们距车站s=50m.为了乘上该公交车,他加速向前跑去,最大加速度a1=2.5m/s2,能达到的最大速度vm=6m/s.假设公交车在行驶到距车站s=25m处开始刹车,刚好到车站停下,停车时间t=10s,之后公交车启动向前开去.(不计车长)求:
(1)若公交车刹车过程视为匀减速运动,其加速度a2大小是多少;
(2)若小明加速过程视为匀加速运动,通过计算分析他能否乘上该公交车.

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某研究小组研究《小灯泡电阻随温度变化的规律》,实验中需要描绘小灯泡(额定电压为3.8V,额定电流为0.32A)的伏安特性曲线,给定的实验器材如下:(本实验要求小灯泡的电压从零开始调至额定电压)
直流电源的电动势为4V,内阻不计
电压表V(量程4V,内阻约为5kΩ)、
电流表A1(量程0.6A,内阻约为4Ω)、
电流表A2(量程3A,内阻约为1Ω)、滑动变阻器R1(0到1000Ω,0.5A)
滑动变阻器R2(0到10Ω,2A)   热敏温度计、开关、导线若干.
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①若该同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路,其他部分连接正确,接通电源后,以下说法正确的是______
A.小灯泡将发光    B.小灯泡将不亮
C.电压表会烧坏    D.电流表将会烧坏
②下列关于该实验的说法,正确的是______
A.实验电路应选择图乙中的电路图(a)
B.电流表应选用A2
C.滑动变阻器应该选用R2
D.若采用如图乙(a)所示电路图,实验前,滑动变阻器的滑片应置于最右端
③该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤,描出的伏安特性曲线如图丙所示,并观察到随电压增大,小灯泡温度升高;从图中可知小灯泡的阻值在电压2.0~3.8V的范围内随小灯泡两端的电压的增大而______(填“增大”、“减小”、或“不变”),其原因是______
④若该小灯泡与阻值为R=10Ω的定值电阻串联后,直接与实验中所用电源相连接,那么小灯泡两端电压为______V,此时小灯泡的实际功率为______W(计算结果取2位有效数字).
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在《用双缝干涉测光的波长》实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图1),并选用缝间距d=0.2mm的双缝屏.从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L=700mm.然后,接通电源使光源正常工作.
①已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度,某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图2(a)所示,图2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图2(b)中游标尺上的读数x1=1.16mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图3(a)所示,此时图3(b)中游标尺上的读数x2=    mm;
②利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离x=    ;这种色光的波长λ=    nm.
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水平放置的U形光滑金属导轨上放置一金属棒ab,甲图中的矩形区域内存在一有界匀强磁场,规定垂直纸面向里为磁场正方向.现使该磁场按乙图所示的规律变化,则下列判断正确的是( )
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A.ab棒中将产生从a到b方向的电流,同时ab棒将在导轨上向右滑动
B.ab棒中将产生从a到b方向的电流,同时ab棒将在导轨上向左滑动
C.ab棒中将产生从b到a方向的电流,ab棒将在导轨上先向右、再向左滑动
D.ab棒中将产生从a到b方向的电流,ab棒不会在导轨上滑动
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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