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如图甲,真空中竖直放置两块相距为d的平行金属板P、Q,两板间加上如图乙最大值为U...

如图甲,真空中竖直放置两块相距为d的平行金属板PQ,两板间加上如图乙最大值为U0的周期性变化的电压,在Q板右侧某个区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场。在紧靠P板处有一粒子源A,自t=0开始连续释放初速不计的粒子,经一段时间从Q板小孔O射入磁场,然后射出磁场,射出时所有粒子的速度方向均竖直向上。已知电场变化周期,粒子质量为m,电荷量为+q,不计粒子重力及相互间的作用力。求:

1t=0时刻释放的粒子在PQ间运动的时间;

2)粒子射入磁场时的最大速率和最小速率;

3)有界磁场区域的最小面积。

 

(1)(2);(3) 【解析】 试题(1)设时刻释放的粒子在时间内一直作匀加速运动, 加速度,位移。 可见该粒子经正好运动到O处,假设与实际相符合 该粒子在P、Q间运动时间 (2)时刻释放的粒子一直在电场中加速,对应进入磁场时的速率最大 由运动学公式有 t1=0时刻释放的粒子先作加速运动(所用时间为),后作匀速运动,设T时刻恰好由小孔O射入磁场,则 代入数据得: 所以最小速度: (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,则: 得: 最大半径: 最小半径: 粒子水平向右进入磁场,然后射出时所有粒子的速度方向均竖直向上,偏转角都是90°,所以轨迹经过的区域为磁场的最小面积,如图: 图中绿色阴影部分即为最小的磁场的区域, 所以:
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如图所示,在水平面上有一弹簧,其左端与墙壁相连,O点为弹簧原长位置,O点左侧水平面光滑。水平段OPL=1 mP点右侧一与水平方向成θ=30°的足够长的传送带与水平面在P点平滑连接,皮带轮逆时针动速率为3 m/s。一质量为1 kg可视为质点的物块A压缩弹簧(与弹簧不连接),使弹簧获得弹性势能Ep=9 J,物块与OP段动摩擦因素μ1=0.1。另一与A完全相同的物块B停在P点,B与皮带轮的动摩擦因素μ2=,传送带足够长。AB之间发生的是弹性碰撞,重力加速度g10 m/s2,现释放A,求:

1)物块AB第一次碰撞前的瞬间,A的速率v0

2)从AB第一次碰撞后到第二次碰撞前,B与传送带之间由于摩擦而产生的热量;

3)物块AB是否会发生第三次碰撞?并请说明理由。

 

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如图所示,长为L的细绳上端系一质量不计的环,环套在光滑的水平杆上,在细绳的下端吊一个质量为m的铁球(可视为质点),球离地的高度h=L。现让环与球一起以v=的速度向右运动,在A处环被挡住而立即停止,已知A离右墙的水平距离也为L,当地的重力加速度为g,不计空气阻力。求:

(1)在环被挡住而立即停止时绳对小球的拉力大小;

(2)若在环被挡住后,细绳突然断裂,则在以后的运动过程中,球的第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少?

 

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民航客机一般都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,形成一条连接出口与地面的斜面,人员可沿着斜面滑行到地上,如图甲所示,图乙是其简化模型。若紧急出口下沿距地面的高度h=3.0m,气囊所构成的斜面长度L=5.0m。质量m=60kg的某旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端。已知旅客与斜面间摩擦因数μ=0.55,不计空气阻力及斜面的形变,旅客下滑过程中可视为质点,取重力加速度g=10m/s2。求:

(1)旅客沿斜面下滑时的加速度大小;

(2)旅客滑到斜面底端时的速度大小;

(3)旅客从斜面顶端滑到斜面底端的过程中,斜面对旅客所施加的支持力的冲量的大小和方向。

 

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某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。

①实验室除提供开关S和导线外,有以下器材可供选择:

电压表:V(量程3V,内阻Rv约为10kΩ

电流表:G(量程3mA,内阻Rg=100Ω

电流表:A(量程3A,内阻约为0.5Ω

滑动变阻器:R(阻值范围0—10Ω,额定电流2A

定值电阻:R0=0.5Ω

该同学依据器材画出了如图甲所示的原理图,他没有选用电流表A的原因是____________________

②该同学将电流表G与定值电阻R0并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是__________A

③该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G读数为横坐标,以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E=__________V (结果保留三位有效数字),电源的内阻r=__________Ω(结果保留小数点后两位)。

 

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某同学在探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图1所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b探究求合力的方法实验.在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下:

(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是________N(2中所示),则弹簧秤b的读数可能为________N.

(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数________(变大”“变小不变”).

 

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