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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,在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球AB.A球的带电量为+2q,B球的带电量为﹣3q,两球组成一带电系统.虚线MNPQ平行且相距3L,开始时AB分别静止于虚线MN的两侧,虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后.试求:

(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小;

(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量;

(3)带电系统运动的周期.

 

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如图所示,PQ为粗糙水平面,左端P处有一固定挡板,右端Q处与以速率逆时针转动的水平传送带平滑连接。两滑块AB质量均为mA滑块与处于压缩状态的弹簧不挂接,B滑块静止在Q点。现将A滑块由静止释放,它向右运动距离后与B滑块碰撞,碰撞后AB粘在一起,共同在水平传送带上继续运动,经距离到达传送带最右端M时速度恰好为零。已知两滑块与水平面PQ之间以及与传送带之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,求;

1AB碰撞结束时的速度;

2)弹簧的最大弹性势能;

3两滑块与传送带之间因摩擦产生的热量Q

 

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如图所示,长为9l水平传送带以恒定的速度作顺时针转动,紧邻传送带的右端放置一长为6.5l滑板,滑板静止在光滑水平地面上,滑板的上表面与传送带处在同一水平面。在距滑板右端一段距离处固定一挡板C。一质量为m的物块被轻放在传送带的最左端(A点),物块在传送带的作用下到达B点后滑上滑板,滑板在物块的怍用下运动到C处撞上档板并被牢固粘连。物块可视为质点,滑板的质量M=2m,物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数均为,重力加速度取g。求:

1)求物块在传送带的作用下运动到B点时的速度大小v

2)若物块和滑板共速时,滑板恰与挡板C相撞,求开始时滑板右端到C的距离L

3)若滑板右端到挡板C的距离为L(己知),且l≤L≤5l,试求【解析】

 a. 若物块与滑板共速后,滑板撞上挡板C,则物块从滑上滑板到物块撞上档板C的过程中,物块克服摩擦力做的功

b. 若物块与滑板共速前,滑板撞上挡板C,则物块从滑上滑板到物块撞上档板C的过程中,物块克服摩擦力做的功;并求出物块到C时速度的最大值。

 

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由于地球自转的影响,地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同.已知地球表面两极处的重力加速度大小为,在赤道处的重力加速度大小为,地球自转的周期为,引力常量为.假设地球可视为质量均匀分布的球体.求:

1)质量为的物体在地球北极所受地球对它的万有引力的大小.

2)地球的半径.

3)地球的密度.

 

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一长度为L的细线一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,P为地面上的一点,OP两点的连线与水平地面垂直。若小球恰好能在竖直平面内绕 O点做完整的圆周运动,在小球做圆周运动过程中,第一次在小球运动到最高点A的瞬间剪断细线,第二次在小球运动到最低点B的瞬间剪断细线,若两次小球的落地点到P点的距离相等,求O点距水平地面的高度h

 

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