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直角坐标系 xoy 位于竖直平面内,在第一象限存 在磁感应强度 B=0.1 T、...

直角坐标系 xoy 位于竖直平面内,在第一象限存 在磁感应强度 B=0.1 T、方向垂直于纸面向里、边界为矩形的匀强磁场。现有一束比荷为 108 C / kg  带正电的离子,从磁场中的A点(m0)沿与x轴正方向成 =60°角射入磁场,速度大小 v0≤1.0 ×10 6m / s,所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴的正半轴,不计离子的重力和离子间的相互作用。

(1)求速度最大的离子在磁场中运动的轨道半径;

(2)求矩形有界磁场区域的最小面积;

(3)若在x>0区域都存在向里的磁场,离子仍从 A 点以  v0 = 10 6 m /s向各个方向均匀发射,求y轴上有离子穿出的区域长度和能打到y轴的离子占所有离子数的百分比。

 

(1) 0.1m;(2) m2;(3);50%。 【解析】 (1)根据洛伦兹力提供向心力有 代入数据解得 R=0.1m; (2)如图1所示: 根据几何关系可知,速度最大的离子在磁场中运动的圆心在y轴上的B(0,m)点,离子从C点垂直穿过y轴,所有离子均垂直穿过y轴,即速度偏向角相等,AC连线应该是磁场的边界,满足题意的矩形如图1所示,根据几何关系可得矩形长为 宽为 R-Rcosθ=m 则面积为 (3)根据洛伦兹力提供向心力有 解得 临界1,根据图2可得 与x轴成30°角射入的离子打在y轴上的B点,AB为直径,所以B点位y轴上有离子经过的最高点,根据几何知识可得 OB=m; 临界2:根据图2可得,沿着x轴负方向射入磁场中的离子与y轴相切与C点,所以C点为y轴有离子打到的最低点,根据几何知识有 OC=m 所以y轴上B点至C点之间的区域有离子穿过,且长度为 根据图3可得, 沿着x轴正方向逆时针转到x轴负方向的离子均可打在y轴上,故打在y轴上的离子占所有离子数的50%。  
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考点分析:
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如图所示,光滑水平面上静止放着长L=2.0m,质量M=3.0kg的木板,一个质量m=1.0kg的小物体(可视为质点)放在离木板右端d=0.40m处,小物体与木板之间的动摩擦因数μ=0.1。现对木板施加F=10.0N水平向右的拉力,使其向右运动。 g10m/s2.求:

(1)木板刚开始运动时的加速度大小;

(2)从开始拉动木板到小物体脱离木板,拉力做功的大小;

(3)为使小物体能脱离木板,此拉力作用时间最短为多少?

 

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如图所示,在竖直平面内,有一倾角为θ的斜面CD与半径为R的光滑圆弧轨道ABC相切于C点,B是最低点,A与圆心O等高。将一质量为m的小滑块从A点正上方高h处由静止释放后沿圆弧轨道ABC运动,小滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,空气阻力不计,重力加速度为g,取B点所在的平面为零势能面,试求:

(1)小滑块在释放处的重力势能Ep

(2)小滑块第一次运动到B点时对轨道的压力FN

(3)小滑块沿斜面CD向上滑行的最大距离x

 

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空间存在一边界为MN、方向与纸面垂直、大小随时间变化的磁场,磁感应强度B随时间t的变化关系如图甲所示,方向向里为正。用单位长度电阻值为R0的硬质导线制作一个半径为r的圆环,将该圆环固定在纸面内,圆心OMN上,如图乙所示。

(1)判断圆环中感应电流的方向;

(2)求出感应电动势的大小;

(3)求出0~t1的时间内电路中通过的电量。

 

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欧姆表的内部电路可简化为一个电动势为E的电源、一个电流表和一个阻值为r的电阻串联而成(如图甲所示)。小明同学欲测量某多用电表欧姆挡在“×100”挡时的内部电阻和电动势,选用的器材如下:

多用电表,电压表(量程0~3V、内阻为3kΩ),滑动变阻器 (最大阻值2kΩ),导线若干。请完善以下步骤:

(1)将多用电表的选择开关调到“×100”挡,再将红、黑表笔短接,进行_____ (机械/欧姆)调零;

(2)他按照如图乙所示电路进行测量,将多用电表的红、黑表笔与ab两端相连接,此时电压表右端应为_____接线柱 (/)

(3)调节滑动变阻器滑片至某位置时,电压表示数如图丙所示,其读数为________V

(4)改变滑动变阻器阻值,记录不同状态下欧姆表的示数R及相应电压表示数U。根据实验数据画出的图线如图丁所示,由图可得电动势E=________ V,内部电路电阻r=________(结果均保留两位小数)

 

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用如图甲所示实验装置探究做功与动能变化的关系,在该实验中______ ( 需要/不需要)平衡摩擦力。若实验中不要求满足小沙桶和沙子的总质量远小于滑块的质量,则所选择的研究对象是___________

图乙所示是实验所得的一条纸带,在纸带上取了OABCDE六个计数点,相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s x1=1.42cm x2=l.84cm x3=2.25cmx4=2.67cm x5=3.10cm 用天平测得沙桶和沙的质量m=24g,滑块质量M=500g,重力加速度g=9.8m/s2,根据以上信息,从A点到D点拉力对滑块做的功为_______J,滑块动能增加了_________J。根据实验结果可得到:在实验误差允许的范围内合外力做功等于物体动能的变化。(结果均保留两位有效数字)

 

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