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如右图甲所示,间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连,平行导轨间距L=...

如右图甲所示,间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连,平行导轨间距L=d/2,一根导体棒ab以一定的初速度向右匀速运动,棒的右侧存在一个垂直纸面向里,大小为B的匀强磁场。棒进入磁场的同时,粒子源P释放一个初速度为0的带电粒子,已知带电粒子质量为m,电量为q.粒子能从N板加速到M板,并从M板上的一个小孔穿出。在板的上方,有一个环形区域内存在大小也为B,垂直纸面向外的匀强磁场。已知外圆半径为2d, 里圆半径为d.两圆的圆心与小孔重合(粒子重力不计)

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(1)判断带电粒子的正负,并求当ab棒的速度为v0时,粒子到达M板的速度v;

(2)若要求粒子不能从外圆边界飞出,则v0的取值范围是多少?

(3)若棒ab的速度v0只能是满分5 manfen5.com,则为使粒子不从外圆飞出,则可以控制导轨区域磁场的宽度S(如图乙所示),那该磁场宽度S应控制在多少范围内

 

(1)  (2)  (3) 【解析】 试题分析:(1)根据右手定则知,a端为正极,故带电粒子必须带负电(1分) ab棒切割磁感线,产生的电动势①(2分) 对于粒子,据动能定理:②(2分) 联立①②两式,可得③(1分) (2)要使粒子不从外边界飞出,则粒子最大半径时的轨迹与外圆相切 根据几何关系: ④  即(2分) 而⑤(2分) 联立③④⑤可得(1分) 故ab棒的速度范围:(1分) (3),故如果让粒子在MN间一直加速,则必然会从外圆飞出,所以如果 能够让粒子在MN间只加速一部分距离,再匀速走完剩下的距离,就可以让粒子的速度变小 了。  (1分) 设磁场宽度为S0时粒子恰好不会从外圆飞出,此情况下 由④⑤可得粒子射出金属板的速度……⑥  (2) 粒子的加速度:⑦(1分) 解得: 对于棒ab:S0(1分) 故磁场的宽度应 (1分) 考点:考查了带电粒子在电磁场中的综合应用,动能定理的综合应用,难度较大
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考点分析:
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如图所示,质量M=3.0kg的小车静止在光滑的水平地面上,其右侧足够远处有一挡板A,质量m=2.0kg的b球用长l=2m的细线悬挂于挡板正上方。一质量也为m=2kg的滑块(视为质点),以υ0=7m/s的初速度从左端滑上小车,同时对小车施加水平向右、大小为6N的恒力F,当滑块运动到平板车的最右端时,二者恰好相对静止,此时撤去恒力F。平板车碰到挡板时立即停止运动,滑块水平飞出小车后与b球正碰并粘在一起。已知滑块与小车间的动摩擦因数μ=0.3,g=10m/s2,问:

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(1)撤去恒力F前,滑块、小车的加速度各为多大,方向如何?

(2)撤去恒力F时,滑块的速度为多大?

(3)悬挂b球的细线能承受的最大拉力为30N,a、b两球碰后,细线是否会断裂?(要求通过计算回答)

 

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(1)某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。他们将拉力传感器一端与细绳相连,另一端固定在小车上,用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小;小车后面的打点计时器,通过拴在小车上的纸带,可测量小车匀加速运动的加速度。图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点,每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出,打点计时器使用的是50Hz交流电源。

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①由图乙,AB两点间的距离为S1=3.27cm,AC两点间的距离为S2=8.00cm,小车此次运动经B点时的速度vB=       m/s,小车的加速度a =       m/s2;(保留三位有效数字)  

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②要验证牛顿第二定律,除了前面提及的器材及已测出的物理量外,实验中还要使用

              来测量出                       

(2)某实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线,他们设计了如图甲所示的电路图.请回答下列问题:

①图乙中的实物连线按图甲的电路图补充完整.

②考虑电表内阻的影响,该元件电阻的测量值_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值.

③图甲中闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑动片,总不能使电压表的示数调为零.原因可能是图甲中的________(选填a、b、c、d、e、f)处接触不良.

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④据实验测得的数据,作出该元件的,I-U图线如图丙所示,则元件Q在U=0.8V时的电阻值是___________,I-U图线在该点的切线的斜率的倒数1/K________ (选填“大于”、“等于”或“小于”)电阻值.

 

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如图为电子以水平向右的初速度进入M、N板产生的匀强电场中的运动轨迹,则

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A.M板可能带正电

B.M板电势比N板的低

C.电子的电势能越来越小

D.电子受到的电场力越来越大

 

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如图所示,乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为m的人随车在竖直平面内旋转,下列说法正确的是

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A.车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,没有保险带,人就会掉下来

B.人在最高点时对座位仍可能产生压力

C.人在最低点时对座位的压力等于mg  

D.人在最低点时对座位的压力大于mg

 

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物体只在力F的作用下从静止开始运动,其F-t图象如图所示,则物体

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A.在t1时刻加速度最大

B.在0~t1时间内做匀加速运动

C.从t1时刻后便开始返回运动

D.在0~t2时间内,速度一直在增大

 

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