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如图所示,在0≤x≤a的区域I内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,在x>a的区域II...

如图所示,在0≤xa的区域I内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,在x>a的区域II内有垂直于纸面向外的匀强磁场,它们的磁感应强度均为B0,磁场边界与x轴交于P点。一质量为m,电荷量为qq>0)的粒子沿x轴从原点O水平射入磁场。当粒子射入速度不大于时,粒子在磁场中运动的时间都相等。不计重力

1)求速度v0的大小;

2)若粒子射入速度的大小为2 v0,求粒子两次经过边界到P点距离的比值。(结果可带根号)

3)若调节区域II磁场的磁感应强度大小为λB0,使粒子以速度nv0n>1)从O点沿x轴射入时,粒子均从O点射出磁场,求nλ满足的关系。

 

(1);(2);(3) 【解析】 (1)粒子在磁场中运动时间相同,故转过的圆心角相同,因此粒子速度等于时,在Ⅰ区域内恰好划过半个圆,由 其中可得, (2)粒子速度变为,则其作圆周运动半径为,粒子的轨迹如图所示 由几何关系可得,,故 故粒子两次经过边界到P点距离的比值为 (3)设粒子在Ⅰ区域半径为,Ⅱ区域半径为,则 粒子要回到O点,则在Ⅱ区域的圆心必须位于x轴,其轨迹如图 故 联立解得  
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考点分析:
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物理社找到一根拉力敏感电阻丝,其阻值随拉力F变化的图像如图甲所示,社员们按图乙所示电路制作了一个简易吊杆。电路中电源电动势E=3V,内阻r=1Ω;灵敏毫安表的量程为10mA,内阻Rg=5ΩR1是可变电阻。AB两接线柱等高且固定。现将这两根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘杆,将其两端接在AB接线柱上。通过光滑绝缘杆可将重物吊起。不计敏感电阻丝的重力,现完成下列操作步骤:

步骤a:滑环下不吊重物时,闭合开关,调节可变电阻R1使毫安表指针满偏;

步骤b:滑杆下吊上已知重力的重物,测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ

步骤c:保持可变电阻R1接入电路阻值不变,读出此时毫安表示数I

步骤d:换用不同已知重力的物理,挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值;

步骤e:将毫安表刻度盘改装为重力刻度盘

1)写出敏感电阻丝上的拉力F与重物G的关系:F=___________

2)设R-F图像斜率为k,写出毫安表示数I与待测重物重力G关系的表达式:I=___________。(用ErR1RgR0kθ表示)

3)若R-F图像中R0=50Ωk=0.2Ω/N。测得θ=45°,毫安表指针半偏,则待测重物的重力G=________N

4)关于改装后的重力刻度盘,下列说法正确的是________

A.重力零刻度线在毫安表满刻度处,刻度线均匀

B.重力零刻度线在毫安表零刻度处,刻度线不均匀

C.重力零刻度线在毫安表满刻度处,刻度线不均匀

D.重力零刻度线在毫安表零刻度处,刻度线均匀

5)若电源电动势不变,内阻变大,其他条件不变,用这台简易吊秤称重前,进行了步骤a操作,则测量结果________。(填偏大”“偏小不变

 

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实验中挂钩位置可认为不变,利用力传感器和单摆小球来验证机械能守恒。

1)用游标卡尺测出小铁球直径结果如图乙所示。则其直径D=________cm

2)①如图甲所示,固定力传感器M

②取一根不可伸长的细线,一端连接(1)中的小铁球,另一端穿过固定的光滑小圆环O,并固定在传感器的挂钩上(小圆环刚好够一根细线通过)

③将小铁球自由悬挂并处于静止状态,从计算机中得到拉力随时间变化的关系如图丁所示。

i)为验证小铁球在最高点A和最低处的机械能是否相等,则_____________

A.必须要测出小铁球的直径D

B.必须要测出小铁球的质量m

C.必须要测出细线离开竖直方向的最大偏角θ

D.必须要知道图丙、丁中F0F1F2的大小及当地重力加速度g

E.必须要知道图丙、丁中F0F1F2的大小

ii)若已经通过实验测得了(i)中所需的物理量,则为了验证小铁球在最高点B和最低点处的机械能是否相等,只需验证等式_____________________________是否成立即可。(用题中所测得的物理量符号表示)

 

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阿列克谢·帕斯特诺夫发明的俄罗斯方块经典游戏曾风靡全球,会长自制了如图所示电阻为R的导线框,将其放在光滑水平面上,边长为L的正方形区域内有垂直于水平面向下的磁感应强度为B的匀强磁场。已知L>3l,现给金属框一个向右的速度(未知)使其向右穿过磁场区域,线框穿过磁场后速度为初速度的一半,则下列说法正确的是

A.线框进入磁场的过程中感应电流方向沿abcda

B.线框完全进入磁场后速度为初速度的四分之三

C.初速度大小为

D.线框进入磁场过程中克服安培力做的功是出磁场的过程中克服安培力做功的五分之七

 

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如图所示,ab两个小球用一根不可伸长的细线连接,细线绕过固定光滑水平细杆CD,与光滑水平细杆口接触,CD在同一水平线上。D到小球b的距离是L,在D的正下方也固定有一光滑水平细杆DEDE间距为,小球a放在水平地面上,细线水平拉直,由静止释放b,当细线与水平细杆E接触的一瞬间,小球a对地面的压力恰好为0,不计小球大小,则下列说法正确的是

A.细线与水平细杆E接触的一瞬间,小球b加速度大小不变

B.细线与水平细杆E接触的一瞬间,小球b速度发生变化

C.小球a与小球b质量比为51

D.DE细杆向左平移相同的一小段距离再固定,由静止释放小球b,线与E相碰的一瞬间,小球a会离开地面。

 

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如图为一电源电动势为E,内阻为r的稳定电路。电压表A的内阻为5kΩB为静电计,C1C2为两个理想的电容器且耐压值足够高。在开关闭合一段时间后,下列说法正确的是

A.C1上电荷量为0

B.若将甲右滑,则C2上电荷量增大

C.C1>C2,则电压表两端大于静电计两端电压

D.S断开,使C2两极距离增大,B张角变大

 

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