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如图,O、A、B为同一竖直平面内的三个点,OB沿竖直方向,∠BOA=60°, ,...

如图,OAB为同一竖直平面内的三个点,OB沿竖直方向,∠BOA=60°, ,将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出,小球在运动过程中恰好通过A点。使此小球带电,电荷量为q(q>0),同时加一匀强电场、场强方向与ΔOAB所在平面平行。现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球,该小球通过了A点,到达A点时的动能是初动能的3倍;若将该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出,恰好通过B点,且到达B点的动能是初动能的6倍。重力加速度大小为g。求

(1)无电场时,小球到达A点时的动能与初动能的比值;

(2)电场强度的大小和方向。

 

(1) (2) , 电场方向与竖直向下的方向的夹角为30° 【解析】(1)小球做平抛运动,设初速度v0.初动能EK0,从O到A的运动时间为t,令OA=d, 则:OB=d, 根据平抛运动的规律得:水平方向: …① 竖直方向: …② 又: …③ 联立①②③解得: …④ 设小球到达A时的动能为EKA,则: …⑤ 所以: ; (2)加电场后,从O点到A点下降了y=d/2,从O点到B点下降了3d/2,设两点的电势能分别减小△EPA和△EPB,由能量守恒和④得: △EPA=3EK0−EK0−mgd/2=2EK0/3…⑥ △EPB=6EK0−EK0−3mgd/2=EK0…⑦ 在匀强电场中,沿着任意直线,电势的降落是均匀的,设直线OB上的M点的电势与A的电势相同,M点到O点的距离是x,如图, 则有: …⑧ 解得:x=d, MA是等势线,电场线与MA的垂线OC平行,设电场方向与竖直向下的方向之间的夹角是α, 由几何关系可得△OAM是等边三角形,所以:α=30∘,即电场线的方向与竖直方向之间的夹角是30∘, 设电场强度的大小是E,则:qE⋅dcos30∘=△EPA…⑨ 联立④⑥⑨得:E,
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用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx.已知电池的电动势约6 V电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选用的实验器材有:

电流表A1(量程030 mA)

电流表A2(量程0100 mA)

电压表V(量程06 V)

滑动变阻器R1(阻值05 Ω)

滑动变阻器R2(阻值0300 Ω)

开关S一个导线若干条.

某同学的实验过程如下:

Ⅰ.设计如图所示的电路图正确连接电路.

Ⅱ.R的阻值调到最大闭合开关逐次调小R的阻值,测出多组UI的值并记录.以U为纵轴I为横轴得到如图所示的图线.

Ⅲ.断开开关Rx改接在BC之间AB直接相连其他部分保持不变.重复Ⅱ的步骤得到另一条UI图线图线与横轴I的交点坐标为(I00)与纵轴U的交点坐标为(0U0)

回答下列问题:

电流表应选用______滑动变阻器应选用______

由图中的图线得电源内阻r________Ω

I0U0r表示待测电阻的关系式Rx______代入数值可得Rx

若电表为理想电表Rx接在BC之间与接在AB之间滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置两种情况相比电流表示数变化范围________电压表示数变化范围________(相同不同”)

 

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如图所示,含有的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器,沿直线O1O2运动的粒子在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场,最终打在P1P2两点. 

A. 粒子在偏转磁场中运动的时间都相等

B. 打在P1点的粒子是

C. 打在P2点的粒子是

D. O2P2的长度是O2P1长度的4

 

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为监测某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的长方体流量计。该装置由绝缘材料制成,其长、宽、高分别为abc,左右两端开口。在垂直于上下底面方向加一匀强磁场,前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时,接在MN两端间的电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法中正确的是

A. M端的电势比N端的高

B. 电压表的示数Uab均成正比,与c无关

C. 电压表的示数U与污水的流量Q成正比

D. 若污水中正负离子数相同,则电压表的示数为0

 

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空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界.一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射.这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子.不计重力.下列说法正确的是(  )

A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同

B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同

C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同

D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大

 

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电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器如图为美国试验所采用的电磁轨道该轨道长7.5 m,1.5 m.若发射质量为50 g的炮弹从轨道左端以初速度为零开始加速当回路中的电流恒为20 A最大速度可达3 km/s.轨道间所加磁场为匀强磁场不计空气及摩擦阻力下列说法正确的是(  )

A. 磁场方向为竖直向下

B. 磁场方向为水平向右

C. 磁感应强度的大小为103 T

D. 电磁炮的加速度大小为3×105 m/s2

 

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