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半径为R的半圆形区域内充满匀强磁场,磁场方向与半圆形区域垂直。在半圆形的圆心O处...

半径为R的半圆形区域内充满匀强磁场,磁场方向与半圆形区域垂直。在半圆形的圆心O处持续射出垂直磁场方向的一定速率范围的电子,电子质量为m,电量为e,出射方向与半圆直径的夹角θ = 45°,如图(a)所示。控制电子速率,使其不能穿出半圆形的圆弧部分。

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(1)在此条件下要使这些电子在磁场中达到的区域最大,请判断磁场的方向(按图说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”);

(2)在答题纸(a)图上画出满足(1)条件下的电子经过的所有区域(并用斜线表示);

(3)若匀强磁场的磁感应强度为B,在满足(2)的条件下,求电子的速率范围;

(4)若在圆心O处持续射入一定速率范围的电子与半圆的直径的夹角θ可以在0°到180°范围连续可调,磁感应强度B随电子的最大速率变化而变化,要使这些电子在磁场中达到的区域最大,电子的出射方向与半圆直径的夹角应为多大?在答题纸(b)图上画出电子的速率v与磁感应强度B应满足的v—B图线,并在B轴上标识出最大速度vm时,对应的B值。

 

(1)磁场方向为垂直纸面向外 (2) (3)0 ≤ v ≤ (4)见解析 【解析】 试题分析:(1)要使这些电子在磁场中能达到的区域大,电子必须逆时针方向转动,根据左右定则可知,磁场方向为垂直纸面向外。 (2分) (2)电子经过的区域如图(a)所示。 (3分) (3)最大速率的电子运动的轨迹恰好与半圆形磁场区域的圆弧部分相切,如图(a)所示,其轨迹半径由图可得r=R/2。由 可得: (2分) 所以电子的速率范围0 ≤ v ≤ (1分) (4)当电子运动的轨迹恰好与半圆形磁场区域的圆弧顶部相切时,这些电子在磁场中达到的区域最大,此时,轨迹圆心在O点正上方R/2处,电子的出射方向与半圆直径的夹角为0°。 (1分) 电子在磁场中达到的区域如图(c)所示。 由 可得电子的速率v与磁感应强度B应满足的关系式:。由于e、R、m均为常数,所以电子的速率v与磁感应强度B成正比,图线如图(b)所示。(图线不能超出vm) (3分) 注意:若所画图线超出(vm),则得2分 考点:本题考查了带电粒子在有界磁场中的运动  
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考点分析:
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如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两板不带电,上极板接地,极板长L= 0.1m,两板间距d = 0.4 cm有一束相同的带电微粒以相同的初速度从两板中央平行于极板射入,由于重力作用微粒落到下板上已知微粒质量m=2.0×10-6kg,电量q=1.0×10-8C,电容器电容C=1.0×10-6F,取g=10m/s2.试求:

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(1)若第一个粒子刚好落到下板中点O处,则带电微粒入射初速度的大小;

(2)两板间电场强度为多大时,带电粒子能刚好落到下板右边缘B点;

(3)落到下极板上带电粒子总的个数

 

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某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:(1)用最小刻度为毫米的刻度尺测量其长度如图(a)所示,(圆柱体另一端与0刻度对齐),由图(a)可知其长度为____     ___mm;用游标为10分度的游标卡尺测量其直径如图(b)所示,由图(b)可知其直径为______       __mm;

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(2)该同学想用伏安法更精确地测量待测圆柱体电阻R,并将得到的电流、电压数据描到U—I图上,如图(c)所示。由图(c)可知,新材料制成的圆柱体的电阻为         Ω(保留2位有效数字)。

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(3)由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=________Ω·m (保留1位有效数字)

 

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如图所示,左侧为粒子加速器,A中产生粒子的速度从0到某一很小值之间变化,粒子的质量为m,电荷量为q(q0),经过电压U加速,穿过狭缝S1进入中间的速度选择器。选择器中的电场强度为E0,磁感应强度为B0。粒子穿过狭缝S2进入右侧的粒子偏转区,最后要求落到屏上的P点。已知偏转区宽度为L,P点离O点的距离为L/2,不计重力。

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(1)求粒子刚进入狭缝S1时速度v1的大小(不计粒子在A中的速度);

(2)求粒子通过速度选择器刚进入狭缝S2时速度v2的大小;

(3)请你提出一种简单方案,使粒子在偏转区内从S2飞入恰好能打到屏上的P点。

要求:①在答卷图上的粒子偏转区内画出示意图(注意规范);②求出你所用方案中涉及到的一个最关键的物理量的大小。

 

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量为 0.5kg的物体由静止开始沿光滑斜面下滑,下滑到斜面的底端后进入粗糙水平面滑行,直到静止,它的v-t图象如图所示。(g取10m/s2),求:

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(1)斜面的倾角;

(2)物体与水平面的动摩擦因数;

(3)摩擦阻力做的功。

 

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在做描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中实验室提供了小灯泡(3.8V0.3A)。实验前某同学想用多用电表测量小灯泡的电阻。如图(a)所示为多用电表的示意图,其中TS为可调节的部件,现用多用电表测量小灯泡的电阻,部分操作步骤如下:

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(1)将选择开关调到合适的电阻挡,红、黑表笔分别插入“+”、“-”  插孔,把两笔尖相互接触,调节       (填“S”或“T”),使电表指针指向        侧(填“左”或“右”)的“0”位置。

(2)用多用表测量小灯泡的电阻时,表笔的位置如图(b)所示,其测量方法正确的是图          

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(3)用正确的实验方法测量小灯泡的电阻,电表示数如图(c)所示,该小灯泡电阻的阻值为     ____Ω

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