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如图所示,图面内有竖直线DD',过DD'且垂直于图面的平面将空间分成I、II两区...

如图所示,图面内有竖直线DD',过DD'且垂直于图面的平面将空间分成III两区域。区域I有方向竖直向上的匀强电场和方向垂直图面的匀强磁场B(图中未画出);区域II有固定在水平面上高、倾角的光滑绝缘斜面,斜面顶端与直线DD'距离,区域II可加竖直方向的大小不同的匀强电场(图中未画出);C点在DD'上,距地面高。零时刻,质量为m、带电量为q的小球PK点具有大小、方向与水平面夹角的速度。在区域I内做半径的匀速圆周运动,经C点水平进入区域II。某时刻,不带电的绝缘小球A由斜面顶端静止释放,在某处与刚运动到斜面的小球P相遇。小球视为质点,不计空气阻力及小球P所带电量对空间电磁场的影响。l已知,g为重力加速度。

1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;

2)若小球AP在斜面底端相遇,求释放小球A的时刻tA

3)若小球AP在时刻β为常数)相遇于斜面某处,求此情况下区域II的匀强电场的场强E,并讨论场强E的极大值和极小值及相应的方向。

 

(1);(2) (3)场强极小值为;场强极大值为,方向竖直向上。 【解析】试题分析:(1)由题知,小球P在区域Ⅰ内做匀速圆周运动,有① 代入数据解得② (2)小球P在区域Ⅰ做匀速圆周运动转过的圆心角为θ,运动到C点的时刻为tC,到达斜面低端时刻为t1,有③ ④ 小球A释放后沿斜面运动加速度为aA,与小球P在时刻t1相遇于斜面底端,有⑤ ⑥ 联立以上方程可得⑦ (3)设所求电场方向向下,在t'A时刻释放小球A,小球P在区域Ⅱ运动加速度为aP,有 ⑧ ⑨ ⑩ 联立相关方程解得 对小球P的所有运动情形讨论可得 由此可得场强极小值为;场强极大值为,方向竖直向上。 考点:平抛运动;圆周运动;牛顿第二定律的应用 【名师点睛】此题是力、电、磁及运动大拼盘,综合考查带电粒子在磁场中及电场中的运动—圆周运动以及平抛运动和下斜面上的匀加速运动等问题;解题时要能把这些复杂的物理过程分解为一个一个的小过程,然后各个击破;此题是有一定难度的;考查学生综合分析问题,解决问题的能力.  
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避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为的斜面。一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23 m/s时,车尾位于制动坡床的低端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4 m时,车头距制动坡床顶端38 m,再过一段时间,货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为04;货车在制动坡床上运动到的坡床阻力大小为货车和货物总重的044倍。货物与货车分别视为小滑块和平板,取。求:

1货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;

2制动坡床的长度。

 

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中国科学2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备,在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。

如图所示,某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管漂移管组成,相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依向右穿过各漂移管,在漂移管内做匀速直线运动,在漂移管间被电场加速,加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8×106 m/s,进入漂移管E时速度为1×107 m/s,电源频率为1×107 Hz,漂移管间缝隙很小,质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2。质子的荷质比取1×108 C/kg。求:

1漂移管B的长度;

2相邻漂移管间的加速电压。

 

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用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源电动势约3 V,内阻约2 Ω,保护电阻R1阻值10 Ω和R2阻值5 Ω,滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干。

实验主要步骤:

i将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;

ii逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;

iii以U为纵坐标,I为横坐标,U–I图线U、I都用国际单位

iv求出U–I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。

回答下列问题:

1电压表最好选用_____;电流表最好选用_____。

A电压表0~3 V,内阻约15 kΩ

B电压表0~3 V,内阻约3

C电流表0~200 mA,内阻约2 Ω

D电流表0~30 mA,内阻约2 Ω

2滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_____。

A两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱

B两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱

C一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端的接线柱

D一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端的接线柱

3选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______,r=______,代入数值可得E和r的测量值。

 

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用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的BC位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用米尺测得BC两点间距离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,静止释放,计时器显示遮光片从BC所用的时间t,用米尺测量AO之间的距离x

1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_______

2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量_______

A.弹簧原长

B.当地重力加速度

C.滑块(含遮光片)的质量

3)增大AO之间的距离x,计时器显示时间t_____

A.增大     B.减小    C.不变

 

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如图所示,电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kvF0、k是常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i,受到的安培力大小为FA,电阻R两端的电压为UR,感应电流的功率为P,它们随时间t变化图像可能正确的有

 

 

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