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(14分)如图所示,一个质量为m =2.0×10-11kg,电荷量为q=1.0×...

(14分)如图所示,一个质量为m =2.0×10-11kg,电荷量为q=1.0×10-5C的带正电粒子P(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压为U2。金属板长L=20cm,两板间距d =20cm,上极板带正电,下极板带负电。粒子经过偏转电场后进入右侧垂直纸面向里的水平匀强磁场中,位于磁场左侧的理想边界紧邻偏转电场,磁场中其余区域没有边界。磁场磁感应强度为B。求:

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(1)微粒进入偏转电场时的速度大小?

(2)若粒子一定会由偏转电场进入磁场中,偏转电压U2满足什么条件?

(3)在(2)前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入偏转电场,则磁感应强度B应满足什么条件?

 

(1);(2);(3); 【解析】 试题分析:(1)微粒在加速电场中由动能定理得: 代入数据解得: (2)粒子在偏转电场中有:、、 故解得: 若粒子一定能进入磁场中,则满足: 即: (3)当粒子以速度v与水平成角进入磁场时,将在磁场中做匀速圆周运动,故有: 即: 进入磁场与离开磁场的位置间的距离为x,则: 粒子在偏转电场中做类平抛运动有:,故是定值 若粒子不再第二次进入偏转电场,则当时, 即 :,所以有: 考点:带电粒子在电场中的加速和偏转、带电粒子在磁场中的运动
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考点分析:
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(12分) 如图甲所示,场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场内存在着一半径为R的圆形区域,O点为该圆形区域的圆心,A点是圆形区域的最低点,B点是圆形区域最右侧的点。在A点有放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强向右的正电荷,电荷的质量均为m,电量均为q,不计重力。试求:

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(1)运动轨迹经过B点的电荷在A点时的速度多大?

(2)若在圆形区域的边缘有一圆弧形接收屏CBD,B点仍是圆形区域最右侧的点,C、D分别为接收屏上最边缘的两点,如图乙所示,∠COB=∠BOD=37°。求该屏上接收到的电荷的末动能大小的范围。( 提示:sin37°=0.6,cos37°=0.8。)

 

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(10分)如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=370,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Ω的直流电源,另一端接有电阻R=5.0Ω。现把一个质量为m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,与金属导轨接触的两点间的导体棒的电阻R0=5.0Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。已知sin370=0.6,cos370=0.8,求:

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(1)导体棒受到的安培力大小;

(2)导体棒受到的摩擦力。

 

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一种供实验使用的小型电池,电动势约为9V,内阻约为40Ω,电池允许最大输出电流为50 mA,为了准确测定这个电池的电动势和内阻,用图甲a所示的实验电路进行测量(图中电压表内阻很大,可不考虑它对测量的影响),R为电阻箱,阻值范围为0~9999Ω,R0是保护电阻。

①按实验要求,把图甲b中的实验器材按实验电路图进行正确连线

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②实验室里备用的定值电阻有以下几种规格:

A. 10Ω,5W         B.150Ω,0.5W       

C.800Ω,2.5W       D.1.2 kΩ,1W

实验时,R0应选用______较好。

③在实验中当电阻箱调到图乙所示位置后,闭合开关S,电压表示数9.0V,变阻箱此时电阻为____Ω,电路中流过电阻箱的电流为            mA。

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④断开开关,调整电阻箱阻值,再闭合开关,读取电压表示数,多次测量后,做出如丙图所示线,则该电池电动势E=_____V,内阻r=     Ω。

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下左图是用游标卡尺测量某金属圆筒外径的示意图,由图中可以读出该圆筒外径的测量值为_________cm。下右图是用螺旋测微器测量某金属棒直径的示意图,读出该金属棒直径的测量值为     _________mm。

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如图所示,一个带正电荷的物块m,由静止开始从斜面上A点下滑,滑到水平面BC上的D点停下来。已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同,且不计物块经过B处时的机械能损失。现在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场,第二次让物块m从A点由静止开始下滑,结果物块在水平面上的D′点停下来。后又撤去电场,在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场,再次让物块m从A点由静止开始下滑,结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D″点停下来.则以下说法中正确的是:

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A.D′点一定在D点左侧

B.D′点一定与D点重合

C.D″点一定在D点右侧

D.D″点一定与D点重合

 

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