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如图所示,ABCD 与 MNPQ 均为边长为 l 的正方形区域,且 A 点为 M...

如图所示,ABCD MNPQ 均为边长为 l 的正方形区域,且 A 点为 MN 的中点。ABCD 区城中存在有界的垂直纸面方向的匀强磁场,在整个 MNPQ 区域中存在图示方向的匀强电场。大量质量为 m、电荷量为 e 的电子以初速度 v0 垂直于 BC 射入 ABCD 区域后,都从 A 点进入电场,且所有电子均能打在 PQ 边上。已知从 C 点进入磁场的电子在ABCD 区域中运动时始终位于磁场中,不计电子重力。求:

1)电场强度 E 的最小值;

2)匀强磁场区域中磁感应强度 B0 的大小和方向;

3ABCD 区域中磁场面积的最小值。

 

(1) (2) ,方向为垂直纸面向外 (3) 【解析】 (1)粒子在匀强电场中做类似抛体运动,有 eE=ma 要使所有粒子均能打在PQ边上,由题意可知至少在A点水平向左飞出的粒子能打到 Q 点。 解得: (2)由洛伦磁力提供向心力可得 由题意则有 r=l 解得; 方向为垂直纸面向外 (3)由题意分析可知,图中阴影部分为磁场面积最小范围。上部分圆弧为以 B点为圆心,以 l 为半径的圆弧,下部分圆弧为以 D 点为圆心,以 l为半径的圆弧。 由几何关系求得阴影部分面积: 解得:  
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细管 AB 内壁光滑、厚度不计,加工成如图所示形状。长 L0.5m BD 段竖直,其 B 端与半径 R0.3m 的光滑圆弧轨道平滑连接,P 点为圆弧轨道的最高点。CD 段是半径 R0.3m 的四分之一圆弧,AC 段在水平面上。管中有两个可视为质点的小球 ab 质量分别为 ma6kgmb2kg。最初 b 球静止在管内 AC 段某一位置,a 球以速度 v0 水平向右运动,与b 球发生弹性碰撞。重力加速度g 10m/s2

1)若 v04m/s,求碰后 ab 两球的速度大小:

2)若 a 球恰好能运动到 B 点,求 v0的大小,并通过分析判断此情况下 b 球能否通过 P 点。

 

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中国高铁的发展速度令世人瞩目。为了提高行车效率,缩短行车时间,设计师提出一种列车过站不停车的设想,如下面简图所示。高铁匀速行驶的速度 v0=360km/h,进站时尾部子车 1 O 点自动脱离,将乘客送到下车站台下车,载着新乘客的子车 2 提前等候在上车站台 A 点处。为了更好地完成对接,母车接近车站时提前向子车 2 发出指令,发出指令后立即开始做加速度为 a0 的匀减速直线运动,到达 B 点时恰好将车速减小到 v0。子车2 接到指令后,沿转移轨道 AB 开始做加速度 a1m/s2的匀加速直线运动,子车 2 达到最大速度 v144km/h 后,接着做匀速直线运动。转移轨道 AB 与铁轨的夹角θ,已知 cos3°≈1。若子车 2 启动后 t3min,和母车同时到达 B 点,完成同速对接。

1)母车距离 B 点多远的时候,发出指令让子车 2 开始启动?母车做匀减速直线运动的加速度 a0 是多大?

2)求转移轨道 AB 的长度。

 

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几位同学对一个阻值大约为 600Ω的未知电阻进行测量,要求较精确地测量电阻的阻值。有下列器材供选用:

A.待测电阻 Rx

B.电压表 V(量程 6V,内阻约 3k)

C.电流表 A1(量程 20mA,内阻约 5)

D.电流表 A2(量程 10mA,内阻约 10)

E.滑动变阻器 R1(020Ω,额定电流 2A)

F.滑动变阻器 R2(02000Ω,额定电流 0.5A)

G.直流电源 E(6V,内阻约 1)

H.多用表

I.开关、导线若干

1)甲同学用多用表直接测量待测电阻的阻值如图甲所示。若选用欧姆表“×100”档位, 则多用表的读数为_____

2)乙同学根据以上器材设计成用伏安法测量电阻的电路,电路图如图乙所示,则电流表应选择 ____(选填“A1“A2”) 滑动变阻器应选择____ (选填R1R2”)

3)丙同学经过反复思考,利用所给器材设计出了如图丙所示的测量电路,具体操作如下:

按图丙连接好实验电路,调节滑动变阻器 R1R2 的滑片至适当位置;

开关 S2 处于断开状态,闭合开关 S。调节滑动变阻器 R1R2 的滑片,使电流表 A2 的示数恰好为电流表 A1 的示数的一半,读出此时电压表 V 的示数 U1 和电流表 A 的示数 I1

保持开关 S1 闭合,再闭合开关 S2,保持滑动变阻器 R2 的滑片位置不变,读出此时电压表 V 的示数 U2 和电流表 A2 的示数 I2

可测得待测电阻的阻值为_____,同时可测出电流表 A1 的内阻为 ___ ( U1U2I1I2 表示)

4)比较乙、丙两位同学测量电阻 Rx 的方法,你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差?____ (选填”)同学。

 

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某同学在探究功与速度变化之间的关系的实验中,同时测出实验中橡皮绳的劲度系数。所用实验装置如图所示,已知小球质量为m.具体实验步骤如下:

1)将小球放在木板上,木板左端抬高一个小角度,以平衡摩擦力。

2)将原长为OM 的橡皮绳一端固定在木板右端的O点,另一端通过力传感器连接小球,将小球拉至P(M 点左侧),测得 OM 的距离为 l1OP 的距离为 l2,力传感器示数为F。则橡皮绳的劲度系数为_____( Fl1l2 表示)

3)将小球从P点由静止释放,在 M 点右侧放置一速度传感器,可测出传感器所在位置的速度v0,将小球上 2 3 根……像皮绳,重复操作过程,测出多组速度数值,如下表所示。

在坐标系中描点、连线,做出W-v2图象_____.

4)由图象可知,橡皮绳做功与小球获得的速度的关系为_____.

 

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如图所示,在水平面上固定一个半圆弧轨道,轨道是光滑的,O点为半圆弧的圆心,一根轻绳跨过半圆弧的A(OA等高,不计A处摩擦),轻绳一端系在竖直杆上的B点,另一端连接一个小球P。现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的AB之间,已知整个装置处于静止状态时,α30°β45°则(   

A.将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变

B.将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球P位置下移

C.静止时剪断A处轻绳瞬间,小球P的加速度为g

D.小球P与小球Q的质量之比为

 

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