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某学生设想一种带电颗粒的速率分选装置,其原理如图所示。两水平金属极板之间产生竖直...

某学生设想一种带电颗粒的速率分选装置,其原理如图所示两水平金属极板之间产生竖直向上的匀强电场,场强大小为E。在两极板间右下角MNQP矩形区域内还存在水平向里的匀强磁场,水平线OO是磁场的中心线。发射器从电场边缘O点沿水平方向以不同的速率不断发出相同的带电颗粒,这些颗粒恰好都能沿直线运动,直到进入磁场区域,其中速率为v0的颗粒被磁场偏转后刚好打在收集板上的N点。已知MN=3dMP=2d,重力加速度为g,不计颗粒间的相互作用。求

(1)这些带电颗粒的比荷

(2)磁感应强度B的大小;

(3)在收集板上,以O为原点建立向上的坐标轴y,可用坐标y表示颗粒打在收集板上的位置,请推导出颗粒速度v v0y-v的关系式。

 

 

(1)(2) (3) 【解析】(1)进入磁场前,颗粒做匀速直线运动 qE=mg 所以 (2)颗粒进入磁场中做匀速圆周运动,设速率为υ0的颗粒运动半径为r0,由几何关系可得r02=(r0-d)2+(3d)2 求得:r0 =5d 颗粒做圆周运动,有 qυ0B = B = (3)如图所示,当颗粒速度υ < υ0时颗粒将从磁场MN边的C点射出磁场,再沿直线匀速运动到收集板上D点,设在磁场中运动的半径为r,则 r = 由勾股定律可得 r2=(r-d)2+MC2 由三角形相似可得 联立求得  
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考点分析:
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如图所示,质量为m=0.5kg的小球用长为r=0.4m的细绳悬挂于O点,在O点的正下方有一个质量为m1=1.0kg的小滑块,小滑块放在一块静止在光滑水平面上、质量为m2=1.0kg的木板左端。现将小球向左上方拉至细绳与竖直方向夹角θ=60°的位置由静止释放,小球摆到最低点与小滑块发生正碰并被反弹,碰撞时间极短,碰后瞬间细绳对小球的拉力比碰前瞬间的减小了T=4.8N,而小滑块恰好不会从木板上掉下。已知小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.12,不计空气阻力,重力加速度g10m/s2。求:

(1)碰后瞬间小球的速度大小;

(2)木板的长度。

 

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如图所示,质量为M的斜面放置在水平地面上,其倾角为θ。当将质量为m的物块放在斜面上后,轻推一下,物块恰好能自行匀速下滑。当在斜面底端给该物块某个沿斜面向上的初速度,使物块向上滑到斜面顶端时恰好停下,此过程物块运动的时间为t,而斜面处于静止状态重力加速度为g,求:

(1)物块与斜面之间的动摩擦因数;

(2)斜面的长度;

(3)物块沿斜面向上滑动过程中,地面对斜面的支持力和摩擦力的大小。

 

 

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如图,质量m0.2kg、长度L1.0m的水平导体棒MN,用两根劲度系数均为k100N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来,导体棒置于水平向里的匀强磁场中。当导体棒中通以大小为I5A的电流,并处于静止时,两弹簧恰好都恢复到原长状态。(重力加速度g10m/s2

(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小;

(2)欲使导体棒下移1.5cm后能重新处于静止状态,应当通入什么方向、多大的电流。

 

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某同学想用伏安法测定一个电池的电动势和内阻,实验室的老师给他如下这些器材:

电压表V(量程015V,内阻约15kΩ);

电流表A(量程03.0A,内阻约0.5Ω);

滑动变阻器R0100Ω2.5A);

定值电阻R02.5A);

开关,导线若干。

实验后该同学用所测得的数据,已在UI坐标中描好了数据点,如图乙所示,请完成下列问题:

(1)为了尽可能地减小误差,请在图甲的基础上将本实验的电路图设计完整______

(2)由图乙可求得该电源电动势E______ V,内阻r______Ω。(结果保留一位小数)

(3)关于该实验方法引起的系统误差,下列分析正确的是_______

A.由于电压表A的分压作用,导致Er的测量值均偏大

B.由于电压表A的分压作用,导致Er的测量值均偏小

C.由于电压表V的分流作用,导致Er的测量值均偏大

D.由于电压表V的分流作用,导致Er的测量值均偏小

 

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如图甲为验证机械能守恒定律的实验装置,图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带,已知所用交流电源的频率为50 Hz。现要取AB过程来验证实验。

x1x2数据已测出,则实验还必需要测出的物理量是___________________

若测得x2=5.20 cm,则在纸带上打下计数点B时的速度υB=______m/s

该同学经过测量计算后,作出重锤重力势能减少量ΔEp和动能增加量ΔEk随重锤下落高度h变化的图线如图丙中ab所示,比较这两条图线可知在实验误差允许的范围内,重锤下落过程机械能守恒,其理由是______________________

 

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