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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,CD左侧存在场强大小,方向水平向左的匀强电场,一个质量为m、电荷量为+q的光滑绝缘小球,从底边BC长为L、倾角53o的直角三角形斜面顶端A点由静止开始下滑,运动到斜面底端C点后进入一竖直半圆形细圆管内(C处为一小段长度可忽略的光滑圆弧,圆管内径略大于小球直径,半圆直径CD在竖直线上),恰能到达细圆管最高点D点,随后从D点离开后落回斜面上某点P.(重力加速度为g, sin53o = 0.8,cos53o = 0.6 )

求:(1)小球到达C点时的速度;

(2)小球从D点运动到P点的时间t

 

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成都欢乐谷大型的游乐性主题公园,园内有一种大型游戏机叫跳楼机.让人体验短暂的完全失重,非常刺激.参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面50m高处,然后由静止释放.为研究方便,认为人与座椅沿轨道做自由落体运动2s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面5m高处时速度刚好减小到零.然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面.(取g=10m/s2

求:(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?

2)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?

 

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某实验小组用如图1所示的电路测定电源电动势E和内电阻rR为电阻箱,电源允许输出的最大电流为0.5A.实验室提供的器材如下:电压表(量程03V,内阻约3kΩ),电阻箱(限值范围0999.9Ω);开关、导线若干.

①请根据图1的电路图,在图2中画出连线,将实物图补充完整;

②实验时,改变电阻箱R的值,记录下电压表的示数U,得到如下表所示的几组RU的数据,并根据实验数据在图3中描出了对应的点,请补充画出图线

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

电阻

R

60.5

35.2

20.0

13.7

9.9

5.8

4.3

3.5

2.9

2.5

电压

U/V

2.58

2.43

2.22

2.00

1.78

1.40

1.18

1.05

0.93

0.85

 

③由在图3中所描的图像求出电源的电动势E=______V,内电阻r=____Ω(保留二位有效数字)

 

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如图为研究木板与木块间动摩擦因数的大小的实验装置图,将一木块和木板叠放于水平桌面上,弹簧测力计一端固定,另一端与木块水平相连.

①现要测量木块和木板之间的滑动摩擦力,要使弹簧测力计的示数即为木块和木板之间的滑动摩擦力的大小,要求木板的运动_________(填入选项前的字母)

A.必须是匀速直线运动     

B.必须是加速直线运动

C.必须是 减速直线运动

D.匀速直线运动、加速直线运动、减速直线运动均可

②为测量动摩擦因数,下列物理量中应测量的有______(填入选项前的字母)

A.木板的长度L                  B.弹簧测力计的拉力大小F

C.木板的重力G1                  D.木块的重力G2

 

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如图所示,半径为R的环形塑料管竖直放置,管的内壁光滑,AB为该环的水平直径,且管的内径远小于环的半径,环的AB及其以下部分处于水平向左的匀强电场中.现将一直径略小于塑料管内径,质量为m,带电量为+q的小球从管中A点由静止释放,已知qEmg,以下说法正确的是

A. 小球释放后,到达B点时速度为零,并在BDA 间往复运动

B. 小球释放后,第一次达到B点时对管壁的压力为4mg

C. 小球释放后,第一次经过最低点D和最高点C时对管壁的压力之比为5:1

D. 小球释放后,前后两次经过最高点C时对管壁的压力之差为4mg

 

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