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(20分)如图所示,竖直平面内的直角坐标系中,X轴上方有一个圆形有界匀强磁场(图...

20分)如图所示,竖直平面内的直角坐标系中,X轴上方有一个圆形有界匀强磁场(图中未画出),x轴下方分布有斜向左上与Y轴方向夹角θ=45°的匀强电场;在x轴上放置有一挡板,长0.16m,板的中心与O点重合。今有一带正电粒子从y轴上某点P以初速度v0=40m/sy轴负向成45°角射入第一象限,经过圆形有界磁场时恰好偏转90°,并从A点进入下方电场,如图所示。已知A点坐标(0.4m0),匀强磁场垂直纸面向外,磁感应强度大小B=满分5 manfen5.comT,粒子的荷质比满分5 manfen5.comC/kg,不计粒子的重力。问:

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1)带电粒子在圆形磁场中运动时,轨迹半径多大?

2)圆形磁场区域的最小面积为多少?

3)为使粒子出电场时不打在挡板上,电场强度应满足什么要求?

 

(1)0.2m (2)0.02π (3)E>10N/C或E<6.67N/C。 【解析】 试题分析: (1)设带电粒子在磁场中偏转,轨迹半径为r。 由得 (2分) 代入解得 (2分) (2)由几何关系得圆形磁场的最小半径R对应: 2R= (3分) ,则圆形磁场区域的最小面积S== (3分) (3)粒子进电场后做类平抛运动,出电场时位移为L, 有, (2分) (2分) , (2分) 代入解得 (2分) 若出电场时不打在档板上,则L<0.32m或L>0.48m, 代入解得E>10N/C或E<6.67N/C。 (2分) 考点:本题考查带电粒子在电场磁场中运动。  
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考点分析:
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16分)固定光滑斜面与地面成一定倾角,一物体在平行斜面向上的拉力作用下向上运动,拉力F和物体速度v随时间的变化规律如图所示,取重力加速度g=10m/s2.求物体的质量及斜面与地面间的夹角θ

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10分)两位同学在实验室利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R0以及电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表V1  的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据,并根据数据分别描绘了如图(b)所示的两条U-I直线,回答下列问题:

1)该同学首先用多用电表粗略测量电源的电压,电表指针和选择开关分别如图所示,则该电表读数为__ ___V

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2)根据甲乙两同学描绘的直线,可知甲同学是根据电压表    (填V1V2)和电流表A的数据描绘的图线,可以测得      (填写物理量符号REr),计算结果为    

3)甲、乙图线的交点表示滑动变阻器滑动触头恰好位于      (填:最左端、最右端或中间)。

 

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10分)某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器AB,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器AB时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

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实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的

Δt1    Δt2(选填=)时,说明气垫导轨已经水平。

用游标卡尺测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d =    mm

滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连,钩码Q的质量为m。将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1Δt2d已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出        (写出物理量的名称及符号)。

若上述物理量间满足关系式      ,则表明在上述过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒。

 

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如图甲所示,正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直纸面向里,设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正。则下面关于感应电流Icd所受安培力F随时间t变化的图象正确的是(    )

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如图所示为一理想变压器,原、副线圈的匝数比为n:1,原线圈接电压为u=U0sinωt的正弦交流电,输出端接有一个交流电流表和一个电动机,电动机的线圈电阻为R。当输入端接通电源后,电动机带动一质量为m的重物匀速上升,此时电流表的示数为I,重力加速度为g,下列说法正确的是(    )

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A.电动机两端电压为IR

B.原线圈中的电流为nI

C.电动机消耗的电功率为满分5 manfen5.com

D.重物匀速上升的速度为满分5 manfen5.com

 

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