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在现代科学实验和技术设备中经常用电场或磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示的装置由...

在现代科学实验和技术设备中经常用电场或磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示的装置由两部分构成,电子枪部分实现对电子加速,由偏转电场实现对电子的偏转。金属丝附近的电子被加速后,沿着中心线O O′进入偏转场。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力及电子间的相互作用力,设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。

(1)电子枪的加速电压为求电子从金属板小孔穿出时的速度v0的大小;

(2)设平行板两板间距为d,两板长度均为L,两平行板板间所加电压为,求电子射出偏转电场时在垂直于板面方向偏移的距离

(3)如何实现对电子精准控制,是设计者十分关心的问题。请你回答

①如果只改变偏转电场的电压,能使电子穿过平行板,分析电压的取值范围;

②如果在两板间加磁场控制该电子(如图乙所示),仍能使电子穿过平行板,分析所加匀强磁场的磁感应强度B取值范围。

 

(1) (2) (3) ﹤﹤, 【解析】(1)电子在电场中运动,根据动能定理 解得电子穿出小孔时的速度 (2)电子进入偏转电场做类平抛运动,在垂直于极板方向做匀加速直线运动。 运动学规律 y=at2 L = v0t 根据牛顿第二定律 联立解得 (3)①电子穿过平行板的临界条件
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考点分析:
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如图甲所示,质量为,电阻为的金属杆ab可以无摩擦地沿水平金属轨道滑行(金属轨道电阻可以忽略不计),两轨间距为,轨道一端与阻值为的电阻连接。整个轨道处于竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中。现在金属杆ab轴原点以初速度向右滑行。

(1)求金属杆ab刚开始滑动时,电阻两端电压U的大小;

(2)如果杆在滑动过程中的速度v和位移的关系满足

①求写出杆受到的安培力的大小F随位移x变化的函数关系式,并在图乙中画出函数图象

要得到杆由开始滑动到静止过程中安培力所做的功,请简要说明两种方法,并证明两种方法的结果是相同的。

 

 

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“北斗”卫星定位系统是中国自主研发,利用地球同步卫星为用户提供全天候、区域性的卫星定位系统。2017115日,两颗北斗三号全球组网卫星1号和2号在西昌“一箭双星”发射升空,其中的1号卫星轨道距离地面高度为把地球看做质量分布均匀的球体,已知地球半径为R,地球表面的重力加速度大小为g,引力常量为G

(1)1号卫星绕地球的线速度的大小;

(2)1号卫星绕地球运行周期T

(3)设定地球质量为M则质量为m的质点距离地球中心距离为处具有的引力势能为。如果两颗卫星的质量相同,且2号卫星轨道距离地面的高度,请你说明1号卫星与2号卫星的机械能的大小关系。

 

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备战冬奥会的某次高山滑雪练习可以简化为如图所示情景:小物块由静止开始沿斜面滑下一段距离后滑过水平平台,离开平台做平抛运动落到地面上(不计物块滑过斜面与平台连接处的能量损失)。设定光滑斜面倾角,小物块的质量为m=60kg,小物块在斜面上滑动的距离为L=12m。水平平台的长度为l=11m,高度为h=1.25m,它与平台之间的动摩擦因数μ=0.2不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2 求:

(1)小物块受到斜面的支持力N的大小;

(2)小物块滑到斜面底端时的速度的大小;

(3)小物块落地点距平台右侧边缘P点的水平距离x

 

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用伏安法测量某一小灯泡的伏安特性曲线,现有实验器材如下:

A.小灯泡(额定电压为2.5V

B.电流表A(量程0.6A,内阻约0.10Ω; 量程3A,内阻约0.02Ω

C.电压表V(量程3V,内阻约3KΩ;量程15V,内阻约15KΩ

D.滑动变阻器R1010Ω

E.滑动变阻器R20200Ω

F.电源,电动势3V

G.开关,导线若干

(1)为了使测量结果尽量准确,电流表应选________量程;电压表应选_______量程;滑动变阻器应选_________。(填写器材的符号)

(2)本实验要求电压从零开始调节,下图中电路应选择________

(3)请把下图中实物图按实际电路补充完整____

(4)右图是此次实验所得出的伏安特性曲线,若把该小灯泡与电动势为3V,内阻为0.8Ω的电源相连,小灯泡______(能、不能)正常发光,理由__________________________

 

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下图是小车运动过程中打点计时器打下的一条纸带的一部分,打点计时器的打点周期为T=0.02s,相邻计数点之间还有4个点没有画出,请根据纸带回答下列问题,计算结果均保留三位有效数字:

(1)请用题目中所给的符号写出计算小车加速度的表达式_______________;

(2)小车加速度的大小为______________m/s2;

(3)b点的速度为__________________m/s ;

(4)下列实验也可以用打点计时器的有_____________

A.验证力的平行四边形实验     B.验证牛顿第二定律实验

C.探究动能定理实验           D.验证机械能守恒定律实验

 

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:困难

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