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如图所示,地面某处有一粒子发射器A,发射器尺寸忽略不计,可以竖直向上发射速度介于...

如图所示,地面某处有一粒子发射器A,发射器尺寸忽略不计,可以竖直向上发射速度介于v0~2v0的电子。发射器右侧距离ALO处,有一足够长突光板OD,可绕O 转动,使其与水平方向的夹角可调,且AOD在同一平面内,其中OC段长度也为L 电子打到荧光板上时,可使荧光板发光。在电子运动的范围内,加上垂直纸面向里的匀 强磁场。设电子质量为m,电荷量为e,重力忽略不计。初始=45°,若速度为2v0的电子恰好垂直打在荧光板上C点,求:

1)磁场的磁感应强度大小B

2)此时速率为1.5v0的电子打到荧光板上的位置到0点的距离x

3)在单位时间内发射器A发射N个电子,保持磁感应强度B不变,若打在荧光板上的电子数随速率均匀分布,且50%被板吸收,50%被反向弹回,弹回速率大小为打板前速率大小的0.5倍,求荧光板受到的平均作用力大小(只考虑电子与收集板的一次碰撞);

4)若磁感应强度在(B-B)到(B+B)之间小幅波动,将荧光板角调整到90°,要在探测板上完全分辨出速度为v02v0的两类电子,则的最大值为多少?

 

(1) (2) (3) (4) 【解析】 (1)由洛伦兹力提供向心力: qvB=m 2v0对应半径为L,得 B= (2) 1.5v0对应运动半径为0.75L cosl35°= 解得: x= 取 x= (3) F吸= F反= F总=F吸+F反= (4) x1= x2= r1= r2= x2>x1 得 最大值为  
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考点分析:
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如图所示,整个轨道间距=lm,轨道的CDPQ段粗糙绝缘,其余部分均为光滑金属材 质导轨,水平导轨的最左端接有电阻R1=1OΩCD端左侧充满垂直导轨平面向上的匀强磁场,大小B1=lT。质量m=0.1kg,电阻r=lΩ的金属棒垂直导轨放置,棒与CDPQ段的动摩擦因数μ=0.4CQ段长度d2=2m。倾斜部分导轨足够长,倾角=37°,与PQ右端平滑连接,顶部接有电阻R2=1Ω。此部分导轨中的JKMN区域,可由激发装置(图中未画出)产生垂直倾斜导轨平面向上的变化磁场B2KM段长度d3=lmJK位置距QP置高度h=0.6m。边界CDPQJKMN分别垂直各处导轨。初始t=0时刻,棒ab在外力作用下,从CD左侧d1=lm处以初速度v0=5m/s匀速直线前进,运动至CD 位置撤去外力,并瞬间启动激发装置产生变化磁场B2,大小为B2=1-0.4tT),式中t为时间,ab棒始终保持与导轨垂直,不计其它电阻。求:

1)棒abv0=5m/s匀速直线运动时,外力F的大小;

2)棒ab第一次进入倾斜轨道后,能否进入JKMN区域?请先判断,并推理分析;

3)棒ab整个运动过程中,棒上产生的焦耳热Q

 

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如图所示,单层光滑绝缘圆形轨道竖直放置,半径r=lm,其圆心处有一电荷量Q=+l×l0-4C 的点电荷,轨道左侧是一个钢制隧道,一直延伸至圆形轨道最低点B;在隧道底部辅设绝缘层。隧道左端固定一弹簧,用细线将弹簧与一静止物块拴接,初始状态弹簧被压缩,物块可看成质点,质量m=0.1kg,电荷量q=-×10-6C,与隧道绝缘层间的动摩擦因数μ=0.2。剪断细线,弹簧释放弹性势能Ep,促使物块瞬间获得初速度(忽略加速过程)。之后物块从A点沿直线运动至B点后沿圆形轨道运动,恰好通过最高点C。其中lAB=2m,设物块运动时电荷量始终不变,且不对Q的电场产生影响,不计空气阻力,静电力常量为k= 9.0×l09N·m2/C2。求:

1)物块在最高点C时的速度大小;

2)物块在圆形轨道最低点B时对轨道的压力大小;

3)弹簧压缩时的弹性势能Ep和物块初速度vA

 

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探宄单摆周期与摆长的关系实验中,

1)下列说法正确的是____________

A.摆球偏离平衡位置的角度越大越好

B.摆球尽量选择质量大些的、体积小些的

C.摆球摆动时要使之保持在同一个竖直平面内

D.单摆悬线的上端不可随意卷在横杆上,应夹紧在铁夹中

2)为了提高周期的测量精度,应该将摆球到达____________(填最高点平衡位置)作为计时开始与停止的时刻比较好。

3)用20分度的游标卡尺测量摆球的直径,测量情况如图1所示,由此可知摆球的直径为____________mm

4)根据实验获得的T2L图象如图2所示,T为周期L为摆长,实验中应该在____________(填“OA”“AB”“BC”)区间多采集数据,由图求得当地重力加速度为____________m/s2 (保留三位有效数字)。

 

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探究电磁感应的产生条件实验中,

1)如图1所示,线圈横卧在课桌上并与G表相连,将条形磁铁从线圈的左端插入、右端拔出,己知插入时G表指针向左偏转,则拔出时G表指针____________(填向左 )偏转,若条形磁铁S极正对线圈的右端并从右端插入、左端拔出,则插入时G 指针____________(填向左向右)偏转,拔出时G表指针____________(填向左向右)偏转。

2)如图2所示,将学生电源和单刀开关、滑动变阻器、A线圈串联起来,将B线圈与G 表连接起来。一般情况下,开关和A线圈应该与学牛电源的____________(填直流交流)接线柱相连,闭合开关接通电源后,第一次将滑动变阻器从最大阻值滑移至 某一较小阻值,第二次用比第一次大的速度将滑动变阻器从最大阻值滑移至同一较小阻值,则第二次G表偏转的角度较 ____________(填)。

 

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如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R所加磁场的磁感应强度为B,用来加速质量为m、电荷量为q的质子,质子从下半盒的质子源由静止出发,加速到最大动能Ek后由A孔射出,下列说法中正确的是

A.质子在匀强磁场中做圆周运动时获得能量,用来加速

B.增大交变电压U,质子在加速器中运行总时间将变短

C.回旋加速器所加交变电压的频率为

D.下半盒内部质子的轨道半径之比(由内到外)为1……

 

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