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(14分)如图所示,在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...

14分)如图所示,在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Bx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θ45°且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0y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45°。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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C点的坐标;

离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间;

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。

 

⑴(,0) ⑵ ⑶ 【解析】 试题分析:⑴带电粒子在匀强磁场中在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得: 解得: 粒子运动轨迹如图所示,由几何知识知, xC=-(r+rcos450)= 故C点坐标为(,0) ⑵带电粒子在匀强磁场中在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动的周期为 设粒子从A到C的时间为t1,由题意知粒子从A运动C,转过225°角,则 设粒子从进入电场到返回C的时间为t2,其在电场中先做匀减速直线运动,速度减到零后做匀加速直线运动返回,由牛顿第二定律和运动学知识,有 联立解得 设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为t3,由题意知第二次穿越x轴,进入磁场后,转过90°后第三次穿越x轴进入电场,则 故而,粒子从A点到第三次穿越x轴的时间为: ⑶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 联立①②③④⑤⑥⑦解得 考点:本题考查了带电粒子在电场和磁场中的运动、匀速圆周运动规律、牛顿第二定律、运动的合成与分解以及平面几何相关知识,意在考查考生的分析综合能力和运用数学知识解决物理问题的能力.  
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(13) 如图所示,足够长的光滑导轨abcd固定在竖直平面内,导轨间距为dbc两点间接一阻值为r的电阻。ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、有效电阻值为r,杆与abcd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为满分5 manfen5.com的匀加速运动,上升了H高度,这一过程中bc间电阻r产生的焦耳热为Qg为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求:

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导体杆上升到H过程中通过杆的电量;

导体杆上升到H时所受拉力F的大小;

导体杆上升到H过程中拉力做的功。

 

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(11)某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究.他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的vt图象,已知小车在02 s内做匀加速直线运动,210 s内小车牵引力的功率保持不变,在10 s末停止遥控让小车自由滑行,小车质量m1 kg,整个过程中小车受到的阻力大小不变.求:

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(1)小车所受的阻力Ff是多大?

(2)210 s内小车牵引力的功率P是多大?

(3)小车在加速运动过程中的总位移x是多少?

 

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9分)半径R0.50 m的光滑圆环固定在竖直平面内,轻质弹簧的一端固定在环的最高点A处,另一端系一个质量m0.20 kg的小球,小球套在圆环上,已知弹簧的原长为L00.50 m,劲度系数k5N/m,将小球从如图所示的位置由静止开始释放,小球将沿圆环滑动并通过最低点C,在C点时速度vC3m/sg10 m/s2.求:

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(1)小球经过C点时的弹簧的弹性势能的大小;

(2)小球经过C点时对环的作用力的大小和方向.

 

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用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200Ω),实验室提供如下器材:

电池组E:电动势3V,内阻不计           电流表A1:量程0 ~ 15mA,内阻约为100Ω

电流表A2:量程0 ~ 300μA,内阻为1000Ω  滑动变阻器R1:阻值范围0 ~ 20Ω,额定电流2A

电阻箱R2,阻值范围0 ~ 9999Ω,额定电流1A         电键S、导线若干

  要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值,请回答下面问题:

(1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表__________(填写器材代号)与电阻箱串联,并将电阻箱阻值调到__________Ω,这样可以改装成一个量程为3.0的电压表。

(2)在方框中画完整测量Rx阻值的电路图,并在图中标明器材代号;

(3) 调节滑动变阻器R1,两表的示数如图所示,可读出电流表A1的示数是__________mA,电流表A2的示数是__________μA,测得待测电阻Rx的阻值是__________。本次测量存在一定的系统误差,考虑这个原因测量值比较真实值__________(选填偏大偏小)。

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甲图中游标卡尺读数_____mm,乙图中螺旋测微器读数_____cm

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