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如图所示,在直角坐标系平面内,有一质量为m、电荷量为+q的电荷从原点O沿y轴正方...

如图所示,在直角坐标系平面内,有一质量为m、电荷量为+q的电荷从原点O沿y轴正方向以速度v0出发,电荷重力不计.现要求该电荷能通过点P(a,-b).试设计在电荷运动的某些空间范围内加上某种后电荷就能过P点的2种方案,要求运用物理知识求解.

1说明电荷由OP的运动性质并在图中绘出电荷运动轨迹;

2用必要的运算说明你设计的方案中相关物理量的表达式(用题设已知条件和有关常数)

 

见解析 【解析】方案(1)在第一象限加垂直纸面向外的磁场B,磁场只存在于x轴上方,使电荷做半径为的半个圆运动,然后匀速直线运动到P,由,可得需要加的匀强磁场,轨迹如图 方案(2):磁场方向垂直纸面向里,如果粒子的运动半径正好等于b,且磁场区域只存在于EF的左上方,EF与x轴成450,则即可达到题中的要求: 由,得 方案(3)粒子由O到P的轨迹如图所示 粒子在电场中做圆周运动,半径为R2 由几何关系知(a-R2)2+b2=R22 解得, 由牛顿第二定律得 由此得  
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考点分析:
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如图所示,空中相距5cm的两块平行金属板AB与电源连接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势变化的规律如图所示,将一个质量,电荷量为的带电粒子从紧临B板处无初速度释放,不计重力,求:

1)在t=0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小;

2)若A板电势变化周期为,在t=0时将带电粒子释放,粒子到达A板时动量的大小;

3A板电势变化周期多大时,在时间内释放该带电粒子,粒子不能到达A板。

 

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在水平地面上平放一质量为M=4kg的木板,木板左端紧靠一带有光滑圆弧轨道的木块,木块右端圆弧轨道最低点与木板等高,木块固定在水平地面上,已知圆弧轨道的半径为R=2m,木板与地面间的动摩擦因数,圆弧轨道的最高点B距离木板上表面的高度为h=0.4m.现从木块的左侧距离木板上表面的高度为H=2.2m处,以v0=8m/s的水平速度抛出一可视为质点的质量为m=1kg的物块,物块从圆弧轨道的最高点B沿切线方向进入轨道,如图所示.假设物块与木板间的动摩擦因数为,,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.

1)求物块刚进入圆弧轨道瞬间的速度.

2)求物块刚到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小.

3)为了使物块始终在木板上滑动,则木板的长度应满足什么条件?

 

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如图所示,质量m的小球套在半径为R的固定光滑圆环上,圆环的圆心为O,原长为0.8R的轻质弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连,弹簧与圆环在同一竖直平面内,圆环上B点在O的正下方,当小球在A处受到沿圆环切线方向的恒力F作用时,恰好与圆环间无相互作用,且处于静止状态.已知: ,弹簧处于弹性限度内, ,重力加速度g=10m/s2.求:

1)该弹簧的劲度系数k

2)撤去恒力,小球从A点沿圆环下滑到B点时的速度大小vB

3)小球通过B点时,圆环对小球的作用力大小NB

 

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利用如图(a)所示电路,可以测量金属丝的电阻率,所用的实验器材有:待测的粗细均匀的电阻丝、电流表(量程0.6A,内阻忽略不计)、电源(电动势3.0V,内阻r未知)、保护电阻()、刻度尺、开关S、导线若干、滑片P

实验步骤如下:

用螺旋测微器测得电阻丝的直径d如图(b)所示;

闭合开关,调节滑片P的位置,分别记录每次实验中aP长度x及对应的电流值I

为纵坐标,x为横坐标,作图线(用直线拟合);

求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b

回答下列问题:

1)螺旋测微器示数为d=_______mm

2)实验得到的部分数据如表所示,其中aP长度x=0.30m时电流表的示数如图(c)所示,读出数据完成下表,答:________________________________________

3)在图(d)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=______A-1m-1,截距b=________ A-1。(保留小数点后两位小数)

4)根据图线求得电阻丝的电阻率___ ,电源的内阻为r=_____ 。(保留小数点后一位小数)。

 

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某同学为了测量木质材料与金属材料间的动摩擦因数,设计了一个实验方案:实验装置如图甲所示,金属板放在水平桌面上,且始终静止。他先用打点计时器测出木块运动的加速度,再利用牛顿第二定律计算出动摩擦因数。

1)实验时_________(填需要不需要)使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M_______(填需要不需要)把金属板的一端适当垫高来平衡摩擦力。

2)图乙是某次实验时打点计时器所打出的纸带的一部分,纸带上计数点间的距离如图所示,则打点计时器打A点时木块的速度为___________m/s;木块运动的加速度为______。(打点计时器所用电源的频率为50Hz,结果均保留两位小数)。

3)若打图乙纸带时砝码和砝码盘的总质量为50g,木块的质量为200g,则测得木质材料与金属材料间的动摩擦因数为__________(重力加速度g=10m/s2,结果保留两位有效数字)

 

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