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(18分)如图a所示,竖直直线MN左方有水平向右的匀强电场,现将一重力不计,比荷...

(18分)如图a所示,竖直直线MN左方有水平向右的匀强电场,现将一重力不计,比荷满分5 manfen5.com的正电荷置于电场中O点由静止释放,经过满分5 manfen5.com后,电荷以v0=1.5×104m/s的速度通过MN进入其右方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻,忽略磁场变化带来的影响)。求:

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(1)匀强电场的电场强度E;

(2)图b中满分5 manfen5.com时刻电荷与O点的竖直距离r。

(3)如图在O点下方d=39.5cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需要的时间。(结果保留2位有效数字)

 

7.2×103N/C    4cm     2.1×10-4s 【解析】 试题分析:(1)电荷在电场中做匀加速直线运动,设其在电场中运动的时间为t1 ,有: 根据 解得: (2)当磁场垂直纸面向外时,电荷运动的半径: 周期 当磁场垂直纸面向里时,电荷的运动半径:周期: 电荷从t=0进入磁场开始做周期性运动,其运动轨迹如图所示 时间内,带电粒子经时间完成半周期圆周运动进入电场,在电场中往返时间为,再次进入磁场,磁场方向发生变化,经完成半周期圆周运动,再次进入电场,在电场中往返时间为,距O点的距离为4cm. (3)电荷从第一次通过MN开始,其运动的周期, 根据电荷的运动情况,可知,电荷到达挡板前运动的完整周期数为8个,此时电荷沿MN运动的距离:  则最后的距离如图乙所示, 有: 解得:,则       (3分) 故电荷运动的总时间        (3分) 考点:本题考查带电粒子在磁场中的运动。
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考点分析:
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(14分)如图所示,质量为10kg的环在F=200N的拉力作用下,沿固定在地面上的粗糙长直杆由静止开始运动,杆与水平地面的夹角θ=37°,拉力F与杆的夹角为θ。力F作用0.5s后撤去,环在杆上继续上滑了0.4s后速度减为零。

(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:

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(1)环与杆之间的动摩擦因数μ;

(2)环沿杆向上运动的总距离s。

 

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(10分)要测量一个量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:

A.待测电压表V(量程3V,内阻未知)

B.电流表A(量程3A,内阻0.01Ω)

C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA)

D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)

E.多用电表

F.开关S1、S2,导线若干

有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作: 

(1)首先,用多用电表进行粗测,选用“×100”挡且操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是_____________。

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(2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路,你认为其中较合理的电路图是_________________。 

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(3)用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤:_______;用上述所测量的符号表示电压表的内阻

RV=_______________。

 

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(5分)一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,圆盘加速转动时,把角速度的增加量△ω与对应时间△t的比值定义为角加速度β(即满分5 manfen5.com)我们用电磁打点计时器(所接交流电的频率为50Hz)、复写纸、米尺、游标卡尺、纸带来完成下述实验:满分5 manfen5.com

①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;

②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;

③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。

(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的直径d为      cm;

(2)如图丙所示,纸带上A、B、C、D……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出,则打下计数点D时,圆盘转动的角速度为        rad/s,纸带运动的加速度大小为     m/s2,圆盘转动的角加速度大小为        rad/.s2(本小题计算结果保留三位有效数字)

 

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在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为B的强磁场区域,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域II的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度HP及PN均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,t1时刻ab边刚越过GH进入磁场I区域,此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动;t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置,此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g,下列说法中正确的是

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A.当ab边刚越过JP时,导线框具有加速度大小为a=gsinθ

B.导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4:1

C.从t1到t2的过程中,导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少

D.从t1到t2的过程中,有满分5 manfen5.com机械能转化为电能

 

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(13分)如图所示,在光滑的水平面上有一长为L的木板B,上表面粗糙,在其左端有一光滑的1/4圆弧槽C,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B、C静止在水平面上。现有滑块A以初速v0从右端滑上B,一段时间后,以v0/2滑离B,并恰好能到达C的最高点。A、B、C的质量均为m。求:

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⑴A刚滑离木板B时,木板B的速度;

⑵A与B的上表面间的动摩擦因数μ;

⑶圆弧槽C的半径R;

⑷从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损失的机械能。

 

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