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如图所示,半径R=0.5m的金属圆筒a内同轴放置一半径稍小的金属圆筒b,筒a外部...

如图所示,半径R=05m的金属圆筒a内同轴放置一半径稍小的金属圆筒b,筒a外部有平行于圆筒轴线、范围足够大的匀强磁场,磁感应强度B=02T。两圆筒之间加有U=150V的电压,使两圆筒间产生强电场。一比荷为q/m=104C/kg的带电粒子从紧贴b筒的M点由静止释放,经电场加速后,穿过a筒上正对M点的小孔,垂直进入匀强磁场(不计粒子重力)。

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(1)求带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r

(2)若粒子从小孔射出的同时,筒a、b以相同的角速度沿逆时针方向绕轴线高速旋转。为使粒子在不碰到圆筒a的情况下,还能返回到出发点M,则圆筒旋转的角速度ω应满足什么条件?(忽略筒旋转引起的磁场变化,不计粒子在两筒间运动的时间)

 

(1); (2) 【解析】 试题分析:(1)设粒子从两圆筒间电场中飞出时速度为v,根据动能定理得: 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r, 解得: (2)粒子从A点进入磁场,可做出其运动其如图中虚线所示。利用几何关系可算得: 设圆筒角速度为ω为使粒子每次都能从圆筒上的小孔进入电场,则应满足: 由以上各式解得: 考点:带电粒子在匀强磁场中的运动、动能定理 【名师点睛】此题考查粒子在磁场中做匀速圆周运动,要掌握牛顿第二定律的应用,注意几何关系的巧用,同时理解运动的周期性。  
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考点分析:
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如图,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处质量也为m的小球a,从距BC高h的A处由静止释放,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b粘在一起已知BC轨道距地面的高度为05h,悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为28mg试问:

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(1)a与b球碰前瞬间的速度多大?

(2)a、b两球碰后,细绳是否会断裂?若细绳断裂,小球在DE水平面上的落点距C的水平距离是多少?若细绳不断裂,小球最高将摆多高?

 

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实验室有一灵敏电流计G的量程为1mA,现要精确测量G的内阻rg。实验室中可供选择的器材有:

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待测灵敏电流计G;

多用电表(仅使用欧姆档)

电流表A1:量程为3mA,内阻约为200Ω;

电流表A2:量程为06A,内阻约为01Ω;

电压表V:量程15V,内阻约为2KΩ

定值电阻R1:阻值为10Ω;

定值电阻R2:阻值为300Ω;

滑动变阻器R3:最大电阻20Ω,额定电流15A;

直流电源:电动势15V,内阻05Ω;开关,导线若干。

先用多用电表粗测G的内阻:正确的操作中应该使多用电表的红表笔接灵敏电流计G的   接线柱(填),黑表笔接另一个接线柱。

粗测G的内阻rg300Ω,为了精确测量G的内阻,实验小组的同学选择了如图所示的电路,则电表1为      ,电表2为        以上两空G、A1、A2、V”等电表符号),定值电阻Rx            (填R1R2)。

按照上述设计的电路进行实验,测得电表1的示数为a1,电表2的示数为a2,则电流表G的内阻的表达式为rg =           。(用a1a2、Rx表达)

 

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如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示

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实验时,该同学进行了如下操作:

①第一步:将质量均为M A的含挡光片、B的含挂钩)的重物A、B用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态,测量出______________(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h

第二步:B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物AB以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为t

第三步:测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律.

如果系统(重物AB以及物块C)的机械能守恒(已知重力加速度为g),各物理量应满足的关系式为______________(用题中所给字母表示)

③该实验存在系统误差,产生误差的原因是______________(写出两条即可)

验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物AB以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么am之间有怎样的定量关系?已知重力加速度为g,请你帮该同学写出am、M之间的关系式:_____________________

 

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英国物体学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场,如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场,环上套一带电荷量为+q的小球,已知磁感强度B随时间均匀增加,其变化率为k,则变化磁场所激发出的感应电动势大小为              ,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球所做功大小是     

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如图所示,足够长的水平传送带以恒定速率v运动现将质量均为m的甲、乙两小物体先后轻放在传送带的最左端,两物体速率达到v时通过的位移分别为SS,且S >S不计空气阻力,则在两物体加速运动过程中,下列说法正确的是

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A传送带对两物体做的功相等

B两物体加速运动的时间相等

C两物体加速运动的加速度相等

D两过程中滑动摩擦产生的热量相等

 

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