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(18分)如图(甲)所示,两平行金属板间接有如图(乙)所示的随时间t变化的电压u...

(18分)如图所示,两平行金属板间接有如图所示的随时间t变化的电压u,两板间电场可看作是均匀的,且两板外无电场,极板长L=0.2m,板间距离d=0.2m,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′垂直,磁感应强度B=5×10-3T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的速度v0=105m/s,比荷q/m=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。

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(1)试求带电粒子能够射出电场时的最大电压和对应的射出速度大小。

(2)证明任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值。

(3)从电场射出的带电粒子,进入磁场运动一段时间后又射出磁场。求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间。

 

(1)1.414×105m/s(2)见解析(3)3π×10-6s=9.42×10-6s π×10-6s=3.14×10-6s 【解析】 试题分析:(1)设两板间电压为U1时,带电粒子刚好从极板边缘射出电场,则有 代入数据,解得:U1=100V 在电压低于100V时,带电粒子才能从两板间射出,电压高于100V时,带电粒子打在极板上,不能从两板间射出。 粒子刚好从极板边缘射出电场时,速度最大,设最大速度为v1,则有: 解得:m/s=1.414×105m/s (2)设粒子进入磁场时速度方向与OO'的夹角为θ,则速度大小 粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径 粒子从磁场中飞出的位置与进入磁场的位置之间的距离 s与θ无关,即射出电场的任何一个带电粒子进入磁场的入射点与出射点间距离恒为定值。 (3)粒子飞出电场进入磁场,在磁场中按逆时针方向做匀速圆周运动。粒子飞出电场时的速度方向与OO'的最大夹角为α,,α=45°。 当粒子从下板边缘飞出电场再进入磁场时,在磁场中运动时间最长, =3π×10-6s=9.42×10-6s 当粒子从上板边缘飞出电场再进入磁场时,在磁场中运动时间最短, =π×10-6s=3.14×10-6s   考点:带电粒子在电磁场中的运动  
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考点分析:
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【改编】(14分)如图所示,质量M=10 kg、上表面光滑、下表面粗糙的足够长木板在F=50 N的水平拉力作用下,以初速度v0=5m/s沿水平地面向右做匀速直线运动。现有足够多的小铁块,它们的质量均为m=0.5kg,将一铁块无初速地放在木板的最右端,当木板运动了时间t=2s时,又无初速地在木板的最右端放上第2块铁块,以后只要木板运动了时间t,就在木板的最右端无初速放一铁块,g取10m/s2。求:

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1木板下表面与水平面间的动摩擦因数μ。

2第1块铁块放上后,木板的加速度的大小。

3第2块铁块与第4块铁块间的距离。

 

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(9分)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度.该同学先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8 Ω·m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.可供使用的器材有:

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电流表:量程0.6 A,内阻约0.2 Ω;

电压表:量程3 V,内阻约9 kΩ;

滑动变阻器R1:最大阻值5 Ω;

滑动变阻器R2:最大阻值20 Ω;

定值电阻:R0=3 Ω;

电源:电动势6 V,内阻可不计;

开关、导线若干.

回答下列问题:

1实验中滑动变阻器应选________选填R1R2”),闭合开关S前应将滑片移至________端选填ab”)

2在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接.

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3调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表示数如图乙所示,读数为________V.

4导线实际长度为________m保留2位有效数字

 

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(1)在验证机械能守恒定律实验中,下列器材中不必要的是           (只需填字母代号)

A.重物        B.纸带        C.天平       D.刻度尺

(2)某同学在验证机械能守恒定律实验中得到了如图所示的一条纸带,图中满分5 manfen5.com点为打点计时器打下的第一点,可以看做重物运动的起点,从后面某点起取连续打下的三个点A、B、C.己知相邻两点间的时间间隔为0.02s,假设重物的质量为1.00kg,从起点满分5 manfen5.com到打下满分5 manfen5.com点的过程中,重物动能的增加量满分5 manfen5.com        J,重力势能的减小量满分5 manfen5.com           J.(保留三位有效数字,重力加速度g取9.80m/s2

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【改编】英国物理学家阿斯顿因首次制成质谱仪,并用此对同位素进行了研究,因此荣获了1922年的诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是

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A.该束带电粒子带负电

B.速度选择器的P1极板带正电

C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,速度越大

D. 在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量不一定大

 

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如图所示,平直木板AB倾斜放置,板上的P点距A端较近,小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小,先让物块从A由静止开始滑到B。然后,将A着地,抬高B,使木板的倾角与前一过程相同,再让物块从B由静止开始滑到A。上述两过程相比较,下列说法中一定正确的有  

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A.物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少

B.物块经过P点的动能,前一过程较小

C.物块滑到底端的速度,两次大小相等

D.物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长

 

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