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如图所示,在光滑、绝缘的水平面内,有一个正方形MNPQ区域,边长L=1m.半径R...

如图所示,在光滑、绝缘的水平面内,有一个正方形MNPQ区域,边长L=1m.半径R=20cm的圆形磁场与MNMQ边均相切,与MQ边切于点A,磁感应强度B=0.5T,方向垂直于水平面向上.圆形磁场之外区域,有方向水平向左的匀强电场,场强大小E=0.5V/m.两个大小完全相同的金属小球ab均视为质点.小球a的质量ma=2×10-5kg,电量q=+4×10-4C.小球b的质量mb=1×10-5kg,不带电,放在圆周上的D点静止, AC D三点在同一直线上.小球aA点正对磁场圆心C射入,会与球bD点沿平行于MN的方向发生弹性碰撞,碰后忽略两球之间的相互作用力及小球重力.π=3.14,求:

(1)小球a射入磁场时的速度大小及小球a射入磁场到与小球b相碰撞经历的时间;

(2)小球ab碰撞后在正方形MNPQ区域内运动,两球之间的最大距离.

 

(1) 2m/s ,0.714s (2) 【解析】 (1)小球a的轨迹如图所示,才能与小球b相撞,故小球a在磁场中做圆周运动的半径r=R 在磁场中 解得: 在磁场中的运动时间 在电场中 小球a射入磁场到与小球b相碰撞经历的时间 (2)小球a与b发生弹性碰撞有 解得: 因两个小球是大小相同的金属球,碰后分开时所带电荷量 因碰后两球的速度均垂直电场方向,故均做类平抛运动. 小球a沿电场方向有 得 a1=5m/s2 小球b沿电场方向有 得 a2=10m/s2 由于a2>a1,假设小球均未从NP边界穿出,则小球b将先到达MN边界. 小球b沿电场方向的位移 得 tb=0.2s 此时小球b垂点电场方向的位置为 所以假设成立,如图所示. 当小球b到达MN边界时刻,小球a与b在正方形MNPQ区域内运动的间距最大. 设最大间距为s,则有 解得:
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如图甲所示,一汽车通过电子不停车收费系统假设汽车从O点以的速度匀速驶向ETC收费岛,在OA路段所受阻力大小;汽车从A处进入ETC收费岛后,假设仍保持功率不变完成自动缴费并驶离收费岛,并以速度匀速离开B处,汽车的速度时间图象如图乙所示.已知ETC收费岛AB段长度,汽车质量,汽车在OA段和AB段所受阻力分别为恒力.

1)求汽车在运动过程中发动机的输出功率;

2)当汽车加速度大小为时,求此时汽车的速度大小;

3)求汽车在ETC收费岛AB段内行驶的时间.

 

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某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3kΩ)、电流表(内阻约为1Ω)、定值电阻等.

(1)使用多用电表粗测元件X的电阻,选择“×1” 欧姆档测量,示数如图(a)所示,读数______Ω,据此应选择图中的_______(选填“b”或“c”)电路进行实验.

(2)连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐___填 “增大”“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验.

(3)图(d)是根据实验数据做出的UI图线,由图可判断元件_____(填“X”或“Y”)是非线性元件.

(4)该小组还借助XY中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻,测量待测电池组的电动势E和内阻r,如图(e)所示,闭合S1S2,电压表读数为3.00V,断开S2,电压表读数为1.00V,结合图(d)可算出E______V,r= _____Ω.(结果均保留两位有效数字,电压表为理想电压表)

 

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用如图甲所示的装置测量弹簧的弹性势能.将处于自然状态的一根弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的B处安装一个光电门,计时器(图中未画出)与光电门相连.用带有遮光条的滑块压缩弹簧到某位置A,静止释放,光电门遮光条的宽度为d,并记录的遮光时间为∆t

(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则宽度为_________mm;

(2)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_______(用题目中的物理量表示);

(3)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量_______

A.弹簧原长l0

B.当地重力加速度g

C.滑块(含遮光条)的质量m          

D.AO之间的距离x

 

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如图质量为m电量为+q的小球,用长度为l的绝缘细线悬挂于O点,平衡时,小球位于O点的正下方.施加一水平向右的匀强电场后,小球向右摆动,摆动的最大角度为60°;在改变电场强度的大小和方向后,小球的平衡位置在α=60°处,然后再将小球的质量改变为2m,其新的平衡位置在α=30°处,重力加速度为g.下列说法中正确的是

A.水平向右的匀强电场强度为

B.在水平向右的匀强电场中,小球由静止状态向右摆动到60°时,电势增加了

C.改变电场强度的大小和方向后,小球受到的电场力大小为mg

D.改变电场强度的大小和方向后,电场的方向向右上方且与水平面成30°

 

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一质量为m的物体以速度v0做匀速直线运动,某时刻只受到恒力F作用,速度减小到最小值后再增大,由此可判断(  )

A. 物体受到恒力F作用后可能做变速圆周运动

B. 物体受到恒力F作用后一定做匀变速曲线运动

C. 速度减小到最小这段时间内恒力F做功为

D. 速度减小到最小这段时间内恒力F冲量大小为

 

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