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如图所示,光滑绝缘的水平面上有一网状结构的板OA与水平成为30°倾角放置,其左端...

如图所示,光滑绝缘的水平面上有一网状结构的板OA与水平成为30°倾角放置,其左端有一竖直档板,挡板上有一小孔P,已知OA板上方有方向竖直向上、场强大小为E=5V/m的匀强电场,和垂直纸面向外的、磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场,现有一质量为m=满分5 manfen5.com带电量为q=+满分5 manfen5.com的带电小球,从小孔P以速度v=2m/s水平射入上述电场、磁场区域,之后从OA板上的M点垂直OA方向飞出上述的电磁场区域后而进入下方的电磁场区域 OA板下方电场方向变为水平向右,电场强度大小为满分5 manfen5.com,当小球碰到水平地面时立刻加上匀强磁场,磁感应强度大小仍为B=1T,方向垂直纸面向里。小球与水平地面相碰时,竖直方向速度立刻减为零,水平方向速度不变,小球运动到D处刚好离开水平地面,然后沿着曲线DQ运动,重力加速度为g=10m/s2,小球在水平地面上运动过程中电量保持不变,不计摩擦。

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(1)求小球在OA上方空间电磁场中运动时间满分5 manfen5.com

(2)求小球从M运动到D的时间;

(3)若小球在DQ曲线上运动到某处时速率最大为vm,该处轨迹的曲率半径满分5 manfen5.com(即把那一段曲线尽可能的微分,近似一个圆弧,这个圆弧对应的半径即曲线上这个点的曲率半径)。求vm满分5 manfen5.com的函数关系。

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)在OA上方空间,因为mg=Eq=,所以小球做匀速圆周运动 洛伦兹力提供向心力, 故有圆运动周期为: 小球在场中运动时间 (2)因小球垂直穿过OA,即进入下方场时的速度和竖直夹角为300,有下方电场方向水平,大小为,它与重力的合力也和竖直夹角为300,故小球进入下方做匀加速直线运动,直到碰到水平面时,保留其水平方向速度继续做匀加速运动,到D点时恰要离开水平面,即 M到D水平方向匀加速运动: 小球从M运动到D的时间: (3)到Q点速度最大,即 考点: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,静止于A处的离子,经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场,已知圆弧虚线的半径为R,其所在处场强为E、方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com,离子重力不计。

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(1)求加速电场的电压U;

(2)若离子恰好能打在Q点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E0的值;

(3)若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场,换为垂直纸面向里的匀强磁场,要求离子能最终打在QN上,求磁场磁感应强度B的取值范围。

 

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如图所示,竖直平面内四分之一光滑圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点,圆弧轨道的圆心为O,半径为R=5m。一质量为m=2kg的小物块从圆弧顶点由静止开始沿轨道下滑,再滑上传送带PC,传送带可以速度v=5m/s沿顺时针或逆时针方向的传动。小物块与传送带间的动摩擦因数为满分5 manfen5.com,不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g=10m/s2

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(1)求小物体滑到P点时对圆弧轨道的压力;

(2)若传送带沿逆时针方向传动,物块恰能滑到右端C,问传送带PC之间的距离L为多大:

(3)若传送带沿顺时针方向的传动,传送带PC之间的距离为L=12.5m,其他条件不变,求小物块从P点滑到C点所用的时间。

 

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如图(甲),MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M、P之间接电阻箱R,电阻箱的阻值范围为0~4Ω,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b,测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图(乙)所示。已知轨距为L = 2m,重力加速度g=l0m/s2,轨道足够长且电阻不计。

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(1)当R =0时,求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向;

(2)求金属杆的质量m和阻值r;

(3)求金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值Pm

 

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某研究性学习小组利用气垫导轨进行验证机械能守恒定律实验,实验装置如图甲所示。将气垫导轨水平放置,在气垫导轨上相隔一定距离的两点处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定有遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电平,两光电传感器再通过一个或门电路与计算机相连。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A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电平随时间变化的图象。

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(1)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,则图乙中的Δt1、Δt2间满足            ______关系,则说明气垫导轨已经水平。

(2)用细线通过气垫导轨左端的定滑轮将滑块P与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由如图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证机械能是否守恒,还应测出                      (写出物理量的名称及符号)。

(3)若上述物理量间满足关系式                ,则表明在滑块和砝码的运动过程中,系统的机械能守恒。

 

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某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势 (电动势E大约在9V左右,内阻r约为50Ω),已知该电池 允许输出的最大电流为l50mA.该同学利用如图(a)所示的电路进行实验,图中电压表的内阻约为2KΩ,R为电阻箱.阻值范围0~9999Ω,R0是定值电阻,起保护电路的作用.

1.实验室备有的定值电阻尺。有以下几种规格:

A.2Ω    B.20Ω     C.200Ω  D.2000Ω,

本实验应选           (填入相应的字母)作为保护电阻.

2.在图(b)的实物图中,已正确地连接了部分电路,请完成余下电路的连接.

3.该同学完成电路的连接后,闭合开关s,调节电阻箱的阻值;读取电压表的示数,其中电压表的某一次偏转如图(c)所示,其读数为_______

4.改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图(d)所示的图线,则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为_______V,内阻r为_____Ω.(结果保留两位有效数字)

5.用该电路测电动势与内阻,测量和真实值的关系E     E,r     r(填“大于”、“小于”或“等于”) 满分5 manfen5.com

 

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