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如图甲所示,有一磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OP与水平方...

如图甲所示,有一磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OP与水平方向夹角为45°,紧靠磁场右上边界放置长为L,间距为d的平行金属板MN,磁场边界上的O点与N板在同一水平面上,O1O2是电场左右边界中点.在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向).某时刻从O点竖直向上同时发射两个相同的粒子ab,质量为m,电量为+q,初速度不同.粒子a在图乙中的t=时刻,从O1点水平进入板间电场运动,由电场中的O2点射出.粒子b恰好从M板左端进入电场.(不计粒子重力和粒子间相互作用,电场周期T未知)

求:(1)粒子ab从磁场边界射出时的速度vavb

(2)粒子aO点进入磁场到射出O2点运动的总时间;

3)如果交变电场的周期,要使粒子b能够穿出板间电场,求这电场强度大小E0满足的条件.

 

(1) (2) (3) 【解析】(1)如图所示,粒子a、b在磁场中均速转过90°,平行于金属板进入电场. 由几何关系可得: ,rb=d ① 由牛顿第二定律可得 ② ③ 解得: , (2)粒子a在磁场中运动轨迹如图   在磁场中运动周期为: ④ 在磁场中运动时间: ⑤ 粒子在电磁场边界之间运动时,水平方向做匀速直线运动,所用时间为 ⑥ 由④⑤⑥则全程所用时间为: (3)粒子在磁场中运动的时间相同,a、b同时离开Ⅰ磁场,a比b进入电场落后时间 ⑦ 故粒子b在t=0时刻进入电场. 由于粒子a在电场中从O2射出,在电场中竖直方向位移为0,故a在板间运动的时间ta是周期的整数倍,由于vb=2va,b在电场中运动的时间是,可见b在电场中运动的时间是半个周期的整数倍即 ⑧ ⑨ 粒子b在内竖直方向的位移为 ⑩ 粒子在电场中的加速度 由题知 粒子b能穿出板间电场应满足ny≤d 解得
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考点分析:
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如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g)。求:

1)小球到达小孔处的速度;

2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;

3)小球从开始下落运动到下极板的时间。

 

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某同学研究小滑块在水平长木板上运动所受摩擦力的大小,选用的实验器材是:长木板、总质量为m的小滑块、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、游标卡尺、刻度尺。器材安装如图甲所示.

1)主要实验过程:

(ⅰ)用游标卡尺测量挡光片宽度d,读数如图乙所示,则d =______________mm

(ⅱ) 让小滑块从斜面上某一位置释放,读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数t;

(ⅲ) 用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离L;

(ⅳ) 求出小滑块与木板间摩擦力f =__________________ (用物理量mdLt表示)

2)若实验中没有现成的挡光片,某同学用一宽度为6cm的金属片替代,这种做法是否合理?____________________ (选填合理不合理”)

3)实验中,小滑块释放的高度要适当高一些,其目的是减少______________误差。(选填系统偶然

 

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现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10Hz;通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1x2x3x4。已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。数据如下表所示。重力加速度大小g=9.80m/s2

x1

x2

x3

x4

h

s

10.76

15.05

19.34

23.65

48.00

80.00

 

单位:cm

 

 

根据表中数据,完成下列填空:

物块的加速度a________m/s2(保留3位有效数字)。

因为____________________________________________________,可知斜面是粗糙的。

 

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如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场,一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置一质量为m=0.1 kg、带正电q = 0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.现对木板施加方向水平向左,大小为F=0.6 N的恒力,g10 m/s2.则滑块   (     )

A. 开始做匀加速运动,然后做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动

B. 一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动直到滑块飞离木板为止

C. 速度为6m/s时,滑块开始减速

D. 最终做速度为10m/s的匀速运动

 

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一个高尔夫球静止于平坦的地面上,在t=0时球被击出,飞行中球的速率与时间的关系如图所示.若不计空气阻力的影响,根据图象提供的信息可以求出(      )

A. 高尔夫球在何时落地

B. 高尔夫球上升的最大高度

C. 人击球时对高尔夫球做的功

D. 高尔夫球落地时离击球点的距离

 

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