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如图所示,是一种电子扩束装置的原理示意图。直角坐标系原点O处有一电子发射装置,可...

如图所示,是一种电子扩束装置的原理示意图。直角坐标系原点O处有一电子发射装置,可以不断朝xOy平面内x≥0区域任意方向发射电子,电子的速率均为v0,已知电子的电荷量为e、质量为m。在0≤x≤d的区域内分布着沿x轴负方向的匀强电场,场强大小满分5 manfen5.com,在x>d区域内分布着足够大且垂直于xOy平面向外的匀强磁场,匀强磁场的磁感应强度满分5 manfen5.com。ab为一块很大的平面感光板,在磁场内平行于y轴放置,电子打到板上后会在板上形成一条亮线。不计电子的重力和电子之间的相互作用。求:

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1电子进入磁场时速度v的大小;

2当感光板沿x轴方向移到某一位置时恰好没有电子打到板上,求板ab到y轴的距离x1

3保持(2)中感光板位置不动,要使所有电子恰好都能打到感光板上时磁感应强度B′的大小以及电子打到板上形成亮线的长度满分5 manfen5.com

 

(1) (2)(3) 【解析】 试题分析:(1)电场力对电子做功,根据动能定理: ① 解①得: ② (2)由题意结合左手定则可以判定:若沿y轴负方向射出的电子进入磁场后轨迹与ab板相切不能打到ab板上时,则所有电子均不能打到ab板上,作出其运动轨迹如图所示。 设该电子进入磁场时与竖直方向的夹角为θ,有: ③ 电子在洛伦兹力作用下做圆周运动: ④ 由图中几何关系: ⑤ 联解②③④⑤得: ⑥ (3)由题意结合左手定则可以判定:若沿y轴正方向射出的电子进入磁场后轨迹恰好与ab板相切能打到ab板上,则所有电子均能打到板上,作出其运动轨迹如图所示。 由图中几何关系: ⑦ ⑧ 联解②③⑥⑦⑧得: ⑨ 沿y轴正、负方向发射的电子在电场中做类平抛运动,设沿y轴的偏转量为y1,则: ⑩ ⑪ 设沿y轴正方向发射的电子打到感光板上时在磁场中运动沿y轴的偏转量为y2,沿y轴负方向发射的电子打到感光板上时在磁场中运动沿y轴的偏转量为y3,由图中几何关系得: ⑫ ⑬ 电子打到板上形成亮线的长度: ⑭ 联解得: ⑮ 评分参考意见:本题满分19分,其中①式4分,④式2分,②③⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮式各1分;若有其他合理解法且答案正确,可同样给分。 考点:本题考查带电粒子在复合场中的运动  
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考点分析:
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如图所示,宽为L=2m、足够长的金属导轨MN和M’N’放在倾角为θ=30°的斜面上,在N和N’之间连有一个阻值为R=1.2Ω的电阻,在导轨上AA’处放置一根与导轨垂直、质量为m=0.8kg、电阻为r=0.4Ω的金属滑杆,导轨的电阻不计。用轻绳通过定滑轮将电动小车与滑杆的中点相连,绳与滑杆的连线平行于斜面,开始时小车位于滑轮的正下方水平面上的P处(小车可视为质点),滑轮离小车的高度H=4.0m。在导轨的NN’和OO’所围的区域存s在一个磁感应强度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场,此区域内滑杆和导轨间的动摩擦因数为μ=满分5 manfen5.com,此区域外导轨是光滑的。电动小车沿PS以v=1.0m/s的速度匀速前进时,滑杆经d=1m的位移由AA’滑到OO’位置。(g取10m/s2)求:

1若滑杆滑到OO’位置时细绳中拉力为10.1N,滑杆通过OO’位置时的加速度;

2若滑杆运动到OO’位置时绳子突然断了,则从断绳到滑杆回到AA’位置过程中,电阻R上产生的热量Q为多少?(设导轨足够长,滑杆滑回到AA’时恰好做匀速直线运动。)

 

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节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m=1000kg的混合动力轿车,在平直公路上以满分5 manfen5.com匀速行驶,发动机的输出功率为满分5 manfen5.com。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时,保持发动机功率不变,立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电,使轿车做减速运动,运动L=72m后,速度变为满分5 manfen5.com。此过程中发动机功率的满分5 manfen5.com用于轿车的牵引,满分5 manfen5.com用于供给发电机工作,发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求:

1轿车以满分5 manfen5.com在平直公路上匀速行驶时,所受阻力满分5 manfen5.com的大小;

2轿车从满分5 manfen5.com减速到满分5 manfen5.com过程中,获得的电能满分5 manfen5.com

 

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实际电流表有内阻,测量电流表满分5 manfen5.com内阻满分5 manfen5.com的电路如图所示。供选择的仪器如下:①待测电流表满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com,内阻约300Ω,②电流表满分5 manfen5.com 满分5 manfen5.com,内阻约100Ω,③定值电阻满分5 manfen5.com300Ω,④定值电阻满分5 manfen5.com10Ω,⑤滑动变阻器满分5 manfen5.com满分5 manfen5.comΩ⑥滑动变阻器满分5 manfen5.com满分5 manfen5.comΩ,⑦干电池1.5V,⑧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对照电路图用笔连线连接实物图。

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3补全实验步骤:

①按电路图连接电路,将滑动变阻器的触头移至最  (左端右端

②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com的读数满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com

多次移动滑动触头,记录满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com的读数满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com

④以满分5 manfen5.com为纵坐标,满分5 manfen5.com为横坐标,作出相应图线,如图所示。

4根据满分5 manfen5.com图线的斜率满分5 manfen5.com及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式              

 

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用单摆测重力加速度的实验中,由于没有游标卡尺,无法测小球的直径d,实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长满分5 manfen5.com,测得多组周期T和l的数据,作出T2满分5 manfen5.com图象,如图所示。

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1实验得到的T2满分5 manfen5.com图象是______;

2小球的直径是__________cm;

3实验测得当地重力加速度大小是_______m/s2(取三位有效数字)。

 

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图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,∠A=60°,AO=a.在O点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子,粒子的比荷为q/m,发射速度大小都为v0,且满足v0满分5 manfen5.com,发射方向由图中的角度θ表示.对于粒子进入磁场后的运动不计重力作用,下列说法正确的是(  )

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A.粒子有可能打到A点

B.以θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短

C.在AC边界上只有一半区域有粒子射出

D.入射角θ不同,则粒子在磁场中运动的时间一定不相等

 

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