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在如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴...

在如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为45o且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为45o。 不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大。 求:

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(1)C点的坐标;

(2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间;

(3)离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角.

 

(1)(,0)  (2)  (3)   【解析】 试题分析:(1)磁场中带电粒子在洛仑兹力作用下做圆周运动,故有:,①    同时有②   粒子运动轨迹如图所示,由几何知识知, xC=-(r+rcos450)=  ③  故C点坐标为(,0) ④ (2)设粒子从A到C的时间为t1,设粒子从A到C的时间为t1,由题意知    ⑤ 设粒子从进入电场到返回C的时间为t2,其在电场中做匀变速运动,由牛顿第二定律和运动学知识,有       ⑥及, ⑦联立⑥⑦解得   ⑧ 设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为t3,由题意知      ⑨故而,设粒子从A点到第三次穿越x轴的时间为:   ⑩ (3)粒子从第三次过x轴到第四次过x轴的过程是在电场中做类似平抛的运动,即沿着v0的方向(设为x′轴)做匀速运动,即     ①           ② 沿着qE的方向(设为y′轴)做初速为0的匀变速运动,即     ③,       ④; 设离子第四次穿越x轴时速度的大小为v,速度方向与电场方向的夹角为α. 由图中几何关系知       ⑤,    ⑥,      ⑦ 综合上述①②③④⑤⑥⑦得       ⑧       ⑨ 考点:带电粒子在复合场中的运动
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考点分析:
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如图甲所示为电视机中的显像管的原理示意图,电子枪中的灯丝加热阴极而逸出电子,这些电子再经加速电场加速后,从O点进入由磁偏转线圈产生的偏转磁场中,经过偏转磁场后打到荧光屏MN上,使荧光屏发出荧光形成图像,不计逸出的电子的初速度和重力。已知电子的质量为m、电荷量为e,加速电场的电压为U,偏转线圈产生的磁场分布在边长为l的正方形abcd区域内,磁场方向垂直纸面,且磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。在每个周期内磁感应强度都是从-B0均匀变化到B0。磁场区域的左边界的中点与O点重合,ab边与OO′平行,右边界bc与荧光屏之间的距离为s。由于磁场区域较小,且电子运动的速度很大,所以在每个电子通过磁场区域的过程中,可认为磁感应强度不变,即为匀强磁场,不计电子之间的相互作用。求:

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(1)为使所有的电子都能从磁场的bc边射出,求偏转线圈产生磁场的磁感应强度的最大值。

(2)若所有的电子都能从磁场的bc边射出时,荧光屏上亮线的最大长度是多少?

 

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一带电粒子无初速度的进入一加速电场A,然后垂直进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),如图所示。已知加速电场A板间电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,粒子的质量为m,电荷量为q,不计粒子受到的重力及它们之间的相互作用力。求:

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(1)粒子穿过A板时速度大小v0

(2)粒子从偏转电场射出时的侧移量y;

(3)粒子从偏转电场射出时速度的偏转角q

 

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某同学做“测定电源的电动势和内阻”实验。

(1)他采用如左图所示的实验电路进行测量。右图中给出了做实验所需要的各种仪器。请你按电路图把它们连成实验电路。

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(2)根据实验数据做出U-I图象,如图所示,蓄电池的电动势E=    V,内电阻r=     Ω。

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(3)这位同学对以上实验进行了误差分析。其中正确的是      

A.实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用

B.实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用

C.实验测出的电动势小于真实值

D.实验测出的内阻大于真实值

 

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在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学进行了如下操作:

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(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度l。再用螺旋测微器测量金属丝的直径D,某次测量结果如图所示,则这次测量的读数D=     mm。

(2)为了合理选择实验方案和器材,首先使用欧姆表(1挡)粗测拟接入电路的金属丝的阻值R。欧姆调零后,将表笔分别与金属丝两端连接,某次测量结果如图所示,则这次测量的读数R=_____Ω。

(3)使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验,除电源(电动势为4V,内阻很小)、待测电阻丝、导线、开关外,电压表应选用     ,电流表应选用     ,滑动变阻器应选用     (选填器材前的字母)。

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(4)若采用上图所示的电路测量金属丝的电阻,电压表的左端应与电路中的_______点相连(选填“a”或“b”)。

 

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用游标50分度的卡尺测定某圆柱的直径时,卡尺上的示数如图。可读出圆柱的直径为         mm。

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