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在xOy平面内,直线OP与y轴的夹角α=45°。第一、第二象限内存在方向分别为竖...

在xOy平面内,直线OP与y轴的夹角α=45°。第一、第二象限内存在方向分别为竖直向下和水平向右的匀强电场,电场强度大小均为E=1.0×105 N/C;在x轴下方有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=0.1T,如图所示。现有一带正电的粒子从直线OP上某点A(-L, L)处静止释放。设粒子的比荷满分5 manfen5.com=4.0×107 C/kg,粒子重力不计。求:

(1)若L=2 cm,粒子进入磁场时与x轴交点的横坐标及粒子速度的大小和方向;

(2)如果在直线OP上各点释放许多个上述带电粒子(粒子间的相互作用力不计),试证明各带电粒子进入磁场后做圆周运动的圆心点的集合为一抛物线。

 

(1)粒子进入磁场时的速度为 与x轴正方向成45°角斜向下;(2)证明见下 【解析】 试题分析: (1)粒子在第二象限匀加速直线的过程: 得 v1=4×105 m/s 粒子在第一象限做类平抛运动: x=v1t 得x=2L=0.04 m ;vx=v1=4×105 m/s;vy=at=4×105 m/s 设粒子进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角为θ, 则θ=45° 粒子进入磁场时的速度为 与x轴正方向成45°角斜向下. (2)L取任意值时,均有:x0=2L, θ=45°, 粒子在磁场中做匀速圆周运动时, 代入数据得: R= 所以圆心的坐标为:, R=代入并消去L,得 x=4y2+y 此方程为一抛物线方程. 考点: 带电粒子在复合场运动  
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考点分析:
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下图为光电计时器的实验简易示意图。当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光滑水平导轨MN上放置两个相同的物块A和B,左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带平滑连接,今将挡光效果好,宽度为d=3.6×10-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上,且高出物块,并使高出物块部分在通过光电门时挡光。传送带水平部分的长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速转动。物块A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,质量mA=mB=1kg。开始时在A和B之间压缩一轻弹簧,锁定其处于静止状态,现解除锁定,弹开物块A和B,迅速移去轻弹簧,两物块第一次通过光电门,计时器显示读数均为t=9.0×10-4s,重力加速度g取10m/s2。试求:

(1)弹簧储存的弹性势能Ep

(2)物块B在传送带上向右滑动的最远距离sm

(3)若物块B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的物块A在水平面上相碰,且A和B碰后互换速度,则弹射装置P至少应以多大速度将A弹回,才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑出?此过程中,滑块B与传送带之间因摩擦产生的内能E为多大?

 

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虚线方框内是由电阻、电源组成的网络电路,为了研究它的输出特性,将电流表(0~0.6A)、电压表(O~3V,内阻很大)、滑动变阻器(O~100Ω)按图示的方式连接在它的输出端A、B之间。开关S闭合后,移动滑动变阻器进行实验。实验中记录的6组电流表示数I 、电压表示数U如表中所示。

试根据这些数据在答题纸中的坐标纸上画出U—I图线。

若将方框内的电路等效成电动势为E、内电阻为r的电源,从图线上求出该等效电源的电动势E=          V,内电阻r=          Ω(计算结果均保留3位有效数字)。

若电流表内阻为0,当滑动变阻器的滑片移至最上端时,电流表示数是       A(计算结果均保留3位有效数字)。

 

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一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。

首先,让一砝码在一个比较光滑的平面上做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统得到若干组向心力F和对应的角速度ω,他们根据实验数据绘出了F-ω的关系图像如图中B图线所示,兴趣小组的同学猜测r一定时,F可能与ω2成正比。你认为,可以通过进一步转换,做出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。

将同一砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图像,如图中A、C图线所示。通过对三条图线的比较、分析、讨论,他们得出ω一定时,F满分5 manfen5.comr的结论,你认为他们的依据是                                

通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r,其中比例系数k的单位是             

 

 

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如图所示,在光滑绝缘的水平面上方,有两个方向相反的水平方向的匀强磁场,PQ为两磁场的边界,磁场范围足够大,磁感应强度的大小分别为B1=B,B2=2B,一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框,以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动,当线框运动到在每个磁场中各有一半的面积时,线框的速度为v/2,则下列判断正确的是

A.此过程中通过线框截面的电量为满分5 manfen5.com

B.此过程中线框克服安培力做的功为满分5 manfen5.commv2

C.此时线框的加速度为满分5 manfen5.com

D.此时线框中的电功率为满分5 manfen5.com

 

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如图所示,在固定倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,杆与水平方向的夹角α=30°,圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,弹簧处于原长h。让圆环沿杆由静止滑下,滑到杆的底端时速度恰为零。则在圆环下滑过程中

A.圆环和地球组成的系统机械能守恒

B.当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大

C.弹簧的最大弹性势能为mgh

D.弹簧转过60°角时,圆环的动能为满分5 manfen5.com

 

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