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如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10﹣11kg、电荷量q=+1.0×10﹣...

如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×1011kg、电荷量q=+1.0×105C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=30°,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域.已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm,重力忽略不计.求:

1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1

2)偏转电场中两金属板间的电压U2

3)为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多少.

 

(1)1.0×104m/s (2)66.7 V (3)0.1 T 【解析】 (1)粒子在加速电场中,电场力做功,由动能定理求出速度v1. (2)粒子进入偏转电场后,做类平抛运动,运用运动的合成与分解求出电压. (3)粒子进入磁场后,做匀速圆周运动,结合条件,画出轨迹,由几何知识求半径,再求B. (1)带电微粒经加速电场加速后速度为v,根据动能定理:qU1=mv12 解得:v1==1.0×104m/s (2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动.在水平方向微粒做匀速直线运动水平方向: 带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动,加速度为a,出电场时竖直方向速度为v2 竖直方向: v2=at= 由几何关系: U2=tanθ 代入数据得:U2=100V (3)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设微粒轨道半径为R, 由几何关系知R+=D 得:R= 设微粒进入磁场时的速度为v′:v′= 由牛顿运动定律及运动学规律:qv′B= 得: 代入数据数据解得B=0.1T 若带电粒子不射出磁场,磁感应强度B至少为0.1T.  
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一个倾角为θ=37°的斜面固定在水平面上,一个质量为m=1.0kg的小物块(可视为质点)以v0=8m/s的初速度由底端沿斜面上滑。小物块与斜面的动摩擦因数μ=0.25.若斜面足够长,已知tan37°=g10m/s2,求:

1)小物块沿斜面上滑时的加速度大小;

2)小物块上滑的最大距离;

3)小物块返回斜面底端时的速度大小。

 

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电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测盘电压表的内阻(半偏法)。实验室提供的器材如下:待测电压表V(量程3V.内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最大组值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A)。电源E(电动势6V,内阻不计),开关两个,导线若干。

1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分。将电路图补充完整_______

2)将这种方法测出的电压表内阻记为R'v.则R'v=______。与电压表内阻的真实值Rv相比,R'v____Rv.(选填““=”

 

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某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有220Hz30Hz40Hz,打出纸带的一部分如图(b)所示。

该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他条件进行推算。

1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为________,重物下落的加速度的大小为________

2)已测得s1=8.89cms2=9.50cms3=10.10cm;当重力加速度大小为9.80m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f_________Hz

 

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东方超环是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置.201811月,有人造太阳之称的东方超环实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破,获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件,朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步,已知人造太阳核聚变的反应方程为,关于此核聚变,以下说法正确的是(  )

A.要使轻核发生聚变,就要利用粒子加速器,使轻核拥有很大的动能

B.Z=0M=1

C.1mol氘核和1mol氚核发生核聚变,可以放出17.6MeV的能量

D.聚变比裂变更安全、清洁

 

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如图所示,匝数为N,内阻为r的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度ω匀速转动,其线圈中感应电动势的峰值为Em,闭合回路中两只完全相同的灯泡均能正常发光,此时它们的电阻均为R.则(  )

A.从图中位置开始计时,感应电动势瞬时表达式为e=Emsinωt

B.穿过线圈的最大磁通量为

C.从图中位置开始计时,四分之一周期内通过灯泡A1的电量为

D.增大角速度ω时,灯泡A1变暗,A2变亮

 

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