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如图所示,在平面直角坐标系第Ⅲ象限内充满沿+y 方向的匀强电场,第Ⅰ象限的某个圆...

如图所示,在平面直角坐标系第Ⅲ象限内充满沿+y 方向的匀强电场,第Ⅰ象限的某个圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场(电场、磁场均未画出);一个比荷为=K的带电粒子以大小为 v0 的初速度自点 P(-2d-d);沿+x 方向运动,恰经原点 O 进入第Ⅰ象限,粒子穿过匀强磁场后,最终从 x 轴上的点 Q9d0)沿-y 方向进入第Ⅳ象限; 已知该匀强磁场的磁感应强度 B,不计粒子重力。求:

1)第Ⅲ象限内匀强电场的电场强度的大小;

2)粒子在匀强磁场中运动的半径及时间 tB

3)圆形磁场区的最小面积 Smin

 

(1)(2)(3)πd2 【解析】 (1)粒子在第III象限做类平抛运动,则有 水平方向: 2d=v0t ① 竖直方向: d=at2 ② 又: a= ③ 联立①②③式得电场强度 E= (2)设粒子到达O点瞬间,速度大小为v,与x轴夹角为α,则 vy=at ④ 联立①②④式得进入磁场的速度大小: ⑤ ⑥ 方向: tanα=, α= ⑦ 粒子在磁场中,洛伦兹力提供向心力: qvB= ⑧ 解得粒子在匀强磁场中运动的半径: R = ⑨ 在磁场中运动的轨迹如图甲所示,由几何关系知,对应的圆心角: ⑩ 在磁场中的运动时间: tB= ⑪ (3)如图乙所示,若粒子进入磁场和离开磁场的位置恰位于磁场区的某条直径两端,可求得磁场区的最小半径rmin。 2Rsin ⑫ 解得: rmin=Rsin ⑬ 面积: S=πd2  
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考点分析:
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如图所示,质量为m、半径为R的光滑圆柱体B放在水平地面上,其左侧有半径为R、质量为m的半圆柱体A,右侧有质量为m的长方体木块C,现用水平向左的推力推木块C,使其缓慢移动,直到圆柱体B恰好运动到半圆柱体A的顶端,在此过程中A始终保持静止.已知C与地面间动摩擦因数μ,重力加速度为g.求:

(1)圆柱体B下端离地高为 时,地面对木块A的支持力;

(2)木块C移动的整个过程中水平推力的最大值;

(3)木块C移动的整个过程中水平推力所做的功.

 

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如图所示,半径均为R的四分之一光滑圆弧轨道ABBCB处平滑连接构成轨道ABC,其中AB如为细管道.轨道ABC竖直放置,且固定在水平台阶CE上,圆心连线水平,台阶距离水平地面的高度为R—质量m的小球静置于水平管口A点,若 小球受微小扰动,从静止开始沿轨道ABC运动,已知小球直径略小于管道内径,重力加速度为g.

(1)小球通过C点时,求轨道对小球的弹力大小

(2)小球从C点飞出落到地面上,求落地点(图中未画出)C点的距离S

(3)某同学将该小球从地面上的D点斜向右上方抛出,小球恰好从C点水平飞入轨道, 已知水平距离,求小球沿轨道上滑到最高点时离地面的高度h.

 

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如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,相距2m并处于竖直向上的磁感应强度为B=0.75T的匀强磁场中,一根质量为3.0kg的金属棒放在导轨上且与导轨垂直.当金属棒中通如图所示的电流为5A时,金属棒恰好做匀速直线运动(g10m/s2)求:

1)导轨与金属棒间动摩擦因数;

2)若只改变电流的大小,使电流增加到9A时,金属棒将获得多大的加速度;

3)若只改变磁感应强度的大小和方向,使金属棒静止在导轨上并且与导轨之间无挤压,则所加磁场的磁感应强度大小和方向?

 

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练习多用电表的使用实验中:

1)如图为一正在测量中的多用电表表盘.甲同学利用多用电表的直流 50mA 挡测量电流,则读数为__________mA

2)乙同学利用多用电表测量某一只电阻时,他用电阻挡“×100”测量时发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,操作顺序为__________(填写选项前的字母).

A.将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置

B.将选择开关旋转到电阻挡“×10 ”的位置

C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量

D.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 Ω”

3)丙同学想设计一个实验,测量多用电表“×1Ω” 挡的内部总电阻和内部电源的电动势.指针式多用电表欧姆挡的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成。给定的器材有:待测多用电表,量程为 100 mA 的电流表,最大电阻为 20 Ω 的滑动变阻器,鳄鱼夹,开关,导线若干. 实验过程如下:

①实验前将多用电表调至“×1 Ω”挡,将红黑表笔短接,调节旋钮,使指针指电阻的零刻度.

②用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在图甲的两接线柱上,请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整_____

③调节滑动变阻器,读出多用电表示数 R、毫安表示数 I,求出电流倒数,记录在下面的表格中,请根据表格数据在图乙的坐标系中描点作图________

R/Ω

4

7

10

14

18

20

I/10-3A

8.0

67.0

60.0

52.0

45.0

43.0

12.8

14.9

16.7

19.2

22.2

23.2

 

 

 

④请通过图线求出多用电表内部电源的电动势为__________V,内部总电阻为__________Ω.(结果保留三位有效数字)

⑤电流表存在一定的内阻,这对实验结果__________(填有影响无影响.

 

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如图(甲)所示,一位同学利用光电计时器等器材做验证机械能守恒定律的实验.有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得AB间的距离为HH>>d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g.则:

1)如图(乙)所示,用游标卡尺测得小球的直径d =________mm

2)小球经过光电门B时的速度表达式为__________

3)多次改变高度H,重复上述实验,作出随H的变化图象如图(丙)所示,当图中已知量t0H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式:_______时,可判断小球下落过程中机械能守恒.

 

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