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如图所示,离子源A产生的初速度为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的...

如图所示,离子源A产生的初速度为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管,垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场,经过一段匀速直线运动,垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场。已知HO=d,HS=2d,满分5 manfen5.com=90°。(忽略粒子所受重力)

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(1)求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角φ;

(2)求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径;

(3)若质量为4m的离子恰好垂直打在NQ的中点S1处,求能打在NQ上的正离子的质量范围。

 

(1);45°(2)2;(3)m<mx<25m。 【解析】 试题分析:(1)正离子被电压为U0的加速电场加速后速度设为v1, 设对正离子,应用动能定理有eU0=mv12, 正离子垂直射入匀强偏转电场, 作类平抛运动受到电场力F=qE0、产生的加速度为a=, 即a=,垂直电场方向匀速运动,有2d=v1t, 沿场强方向:Y=at2,联立解得E0= 又tanφ=,解得φ=45°; (2)正离子进入磁场时的速度大小为v2=, 正离子在匀强磁场中作匀速圆周运动,由洛仑兹力提供向心力qv2B=, 解得离子在磁场中做圆周运动的半径R=2; (3)根据R=2可知, 质量为4m的离子在磁场中的运动打在S1,运动半径为R1=2, 由R′2=(2 R1)2+( R′-R1)2解得R′=R1,再根据R1<R<R1, 解得m<mx<25m。 考点:带电粒子在匀强电场及在匀强磁场中的运动.  
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考点分析:
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某同学近日做了这样一个实验,将一个小铁块(可看成质点)以一定的初速度,沿倾角可在0o—90°之间任意调整的木板向上滑动,设它沿木板向上能达到的最大位移为x,若木板倾角不同时对应的最大位移x与木板倾角满分5 manfen5.com的关系如图所示。g取10m/s2。求(结果如果是根号,可以保留):

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(1)小铁块初速度的大小v0以及小铁块与木板间的动摩擦因数μ是多少?

(2)当α=60°时,小铁块达到最高点后,又回到出发点,物体速度将变为多大?

 

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金属材料的电阻率通常随温度的升高而增大,半导体材料的电阻率随温度的升高而减少.某同学需要研究某种导电材料的导电规律,他用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z,并测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.

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(1)他应选用下图所示的            电路进行实验

(2)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据,判断元件Z是     (填“金属材料”或“半导体材料”).

U/V

0

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.50

1.60

I/A

0

0.20

0.45

0.80

1.25

1.80

2.81

3.20

(3)用螺旋测微器测量线状元件Z的直径如图所示,则元件Z的直径是           mm.

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(4)把元件Z接入如图所示的电路中,当电阻R的阻值为R1=2Ω时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为R2=3.6Ω时,电流表的读数为0.80A,不计电流表的内阻.结合上表数据,求出电池的电动势为           ___V,内阻为           Ω.

 

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图甲是利用打点计时器测量小车沿斜面下滑时所受阻力的示意图.小车拖着纸带在斜面上下滑时,打出的一段纸带如图乙所示,其中O为小车开始运动时打出的点,设小车在斜面上运动时所受阻力恒定.

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(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,由纸带分析可知小车下滑的加速度a=           m/s2,打E点时小车速度vE           m/s(结果保留两位有效数字).

(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,可运用牛顿运动定律或动能定理求解,现要求必须用牛顿运动定律求解,除知道小车下滑的加速度a、小车质量m、重力加速度g、斜面的长度L外,利用米尺、三角板还需要测量的物理量           ,阻力的表达式(用字母表示)          

 

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在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距为L,导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下.有两根质量均为m的金属棒a、b,先将a 棒垂直导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c 连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直导轨放置,a、c此刻起做匀速运动,b棒刚好能静止在导轨上.a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨接触良好,导轨电阻不计.则(     

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A物块c的质量是2msinθ

Bb棒放上导轨前,物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能

Cb棒放上导轨后,物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能

Db棒放上导轨后,a棒中电流大小是满分5 manfen5.com

 

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如图所示,在光滑水平面上,有竖直向下的匀强磁场,分布在宽度为L的区域内,两个边长均为a(a<L)的单匝闭合正方形线圈甲和乙,分别用相同材料不同粗细的导线绕制而成,且导线的横截面积S : S=1:3。将线圈置于光滑水平面上且位于磁场的左边界,并使两线圈获得大小相等、方向水平向右的初速度,若甲线圈刚好能滑离磁场,则(    

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A.乙线圈也刚好能滑离磁场

B.两线圈进入磁场过程中通过导线横截面积电量相同

C.两线圈完全进入磁场后的动能相同

D.甲线圈进入磁场过程中产生热量Q1与乙线圈进入磁场过程中产生热量Q2之比为满分5 manfen5.com

 

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试题属性

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