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(12分)如图所示,在倾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域...

(12分)如图所示,在倾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ,磁感应强度B的大小为5T,磁场宽度d=0.55m,有一边长L=0.4m、质量m1=0.6kg、电阻R=2Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为m2=0.4kg的物体相连,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,将线框从图示位置由静止释放,物体到定滑轮的距离足够长.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

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(1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中,细线中的拉力为多少?

(2)当ab边刚进入磁场时,线框恰好做匀速直线运动,求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x多大?(3)在(2)问的条件下,若cd边恰好离开磁场边界PQ时,速度大小为2m/s,求整个过程中ab边产生的热量为多少?

 

(1)2.4 N (2)0.25 m (3)0.1 J 【解析】 试题分析:(1)m1、m2运动过程中,以整体法有 m1gsin θ-μm2g=(m1+m2)a a=2 m/s2 以m2为研究对象有T-μm2g=m2a(或以m1为研究对象有m1gsin θ-T=m1a T=2.4 N (2)线框进入磁场恰好做匀速直线运动,以整体法有 m1gsin θ-μm2g-=0 v=1 m/s ab到MN前线框做匀加速运动,有 v2=2axx=0.25 m (3)线框从开始运动到cd边恰离开磁场边界PQ时: m1gsin θ(x+d+L)-μm2g(x+d+L)= (m1+m2)+Q 解得:Q=0.4 J 所以Qab=Q=0.1 J 考点:牛顿第二定律及能量守恒定律;  
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考点分析:
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(10分)如图所示,在竖直面内有两平行金属导轨AB、CD.导轨间距为L,电阻不计.一根电阻不计的金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动.棒与导轨垂直,并接触良好.导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感强度为B.导轨右边与电路连接.电路中的三个定值电阻阻值分别为2R、R和R.在BD间接有一水平放置的电容为C的平行板电容器,板间距离为d.

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(1)当ab以速度v0匀速向左运动时,电容器中质量为m的带电微粒恰好静止.试判断微粒的带电性质和电容器的电量q

(2)ab棒由静止开始,以恒定的加速度a向左运动.讨论电容器中带电微粒的加速度如何变化.(设带电微粒始终未与极板接触.)

 

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(8分)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示.离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零),经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速,然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动,最后到达记录它的照相底片P上.设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x。

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(1)求该离子的荷质比满分5 manfen5.com

(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子(m1>m2),它们分别到达照相底片上的P1、P2位置(图中末画出),求P1、P2间的距离x。

 

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实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示.供选择的仪器如下:

待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω),电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω),定值电阻R1(300Ω),定值电阻R2(10Ω),滑动变阻器R3(0~1000Ω),滑动变阻器R4(0~20Ω),干电池(1.5V),电键S及导线若干.

(1)定值电阻应选      ,滑动变阻器应选      (在空格内填写序号)

(2)用连线连接实物图

(3)补全实验步骤:

按电路图连接电路,           

闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1,G2的读数I1,I2

               

以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示.

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某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中,已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°;在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间内为t;在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L,再用游标卡尺测得摆球的直径为d.

(1)该单摆在摆动过程中的周期为__________________;

(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g= ______________________

(3)实验结束后,某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的

A.单摆的悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了

B.把n次摆动的时间误记为(n+1)次摆动的时间

C.以摆线长作为摆长来计算

D.以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算

 

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如图所示,长均为d的两正对平行金属板MN、PQ水平放置,板间距离为2d,板间有正交的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子从MP的中点O垂直于电场和磁场方向以v0射入,恰沿直线从NQ的中点A射出;若撤去电场,则粒子从M点射出(粒子重力不计).以下说法正确的是(  )

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A.该粒子带正电

B.该粒子带正电、负电均可

C.若撤去磁场,则粒子射出时的速度大小为2v0  

D.若撤去磁场,则粒子射出时的速度大小为满分5 manfen5.com

 

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