如图所示,光滑绝缘壁围成的正方形匀强磁场区域,边长为a磁场的方向垂直于正方形平面向里,磁感应强度的大小为B.有一个质量为m、电量为q的带正电的粒子,从下边界正中央的A孔垂直于下边界射入磁场中.设粒子与绝缘壁碰撞时无能量和电量损失,不计重力和碰撞时间.
(1)若粒子在磁场中运动的半径等于a/2,则粒子射入磁场的速度为多大?经多长时间粒子又从A孔射出?
(2)若粒子在磁场中运动的半径等于a/4,判断粒子能否再从A孔射出.如能,求出经多长时间粒子从A孔射出;如不能,说出理由.
(3)若粒子在磁场中运动的半径小于a且仍能从A孔垂直边界射出,粒子射入的速度应为多大?在磁场中的运动时问是多长?
考点分析:
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如图(甲)为一研究电磁感应的实验装置示意图,其中电流传感器(相当于一只理想的电流表)能将各时刻的电流数据实时传输到计算机,经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图象.已知电阻R及金属杆的电阻r均为0.5Ω,杆的质量m及悬挂物的质量M均为0.1kg,杆长L=1m.实验时,先断开K,取下细线调节轨道倾角,使杆恰好能沿轨道匀速下滑.然后固定轨道,闭合K,在导轨区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,让杆在悬挂物M的牵引下,从图示位置由静止开始释放,此时计算机屏幕上显示出如图(乙)所示的I-t图象(设杆在整个运动过程中与轨道垂直,且细线始终沿与轨道平行的方向拉杆,导轨的电阻、细线与滑轮问的摩擦及滑轮的质量均忽略不计,g=10m/s
2).试求:
(1)t=0.2s时电阻R的热功率;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)估算0~0.4s内R上产生的焦耳热.
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如图所示,长L=1.5m,高h=0.45m,质量M=10kg的长方体木箱,在水平面上向右做直线运动.当木箱的速度v
=3.6m/s时,对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N,并同时将一个质量m=1kg的小球轻放在距木箱右端
的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),经过一段时间,小球脱离木箱落到地面.木箱与地面的动摩擦因数为0.2,其他摩擦均不计.取,求:
(1)小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间;
(2)小球放上P点后,木箱向右运动的最大位移;
(3)小球离开木箱时木箱的速度.
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如图所示,倾角为θ的斜面处于竖直向下的匀强电场中,在斜面上某点以初速度为v
水平抛出一个质量为m的带正电小球,小球在电场中受到的电场力与小球所受的重力相等,地球表面重力加速度为g,设斜面足够长.问:
(1)小球经多长时间落到斜面?
(2)从水平抛出至落到斜面的过程中,小球的电势能如何变化?变化了多少?
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如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图,先将卫星发射至距地面高度为h
1的近地轨道I上.在卫星经过A点时点火实施变轨,进入远地点为B的椭圆轨道II上,最后在B点再次点火,将卫星送入同步轨道III上,已知地球表面重力加速度为g,地球自转周期为T,地球的半径为R,求:
(1)卫星在近地轨道I上的速度大小;
(2)远地点B距地面的高度.
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某同学想测量某导电溶液的电阻率,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极(接触电阻不计),两电极相距L=0.700m,其间充满待测的导电溶液.用如下器材进行测量:
电压表(量程l5V,内阻约30kΩ);
电流表(量程300μA,内约50Ω);
滑动变阻器(10Ω,1A);
电池组(电动势12v,内阻r=6Ω);
单刀单掷开关一个、导线若干.
下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据.实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图2所示
| | 1.0 | 3.0 | 5.0 | 7.0 | 9.0 | 11.0 |
| | 22 | 65 | 109 | 155 | 175 | 240 |
根据以上所述请回答下面的问题:
(1)玻璃管内径d的测量值为______mm;
(2)根据表1数据在图3坐标中已描点,请作出U-I图象,根据图象求出电阻R=______Ω(保留两位有效数字);
(3)计算导电溶液的电阻率表达式是ρ=______
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