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如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴正方向的匀强电场,第Ⅳ象限...

如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第象限存在沿y轴正方向的匀强电场,第象限中在-3Ly≤0区域内存在一垂直坐标平面向里的有界匀强磁场,一质量为m、电量为q的带电粒子以初速度v0y轴上的P(0L)点沿+x方向进入电场,从x轴上的Q(2L0)射入磁场,不计粒子的重力。

(1)求带电粒子在Q点的速度的大小和方向,

(2)若粒子从M(2L,-3L)点射出磁场,求粒子从P点运动到M点的时间t

(3)若匀强磁场的强弱可调节,要使粒子不从y轴上射出磁场,求磁感应强度B应满足的条件。

 

(1)2v0,方向与x轴正方向成角(2)(3) 【解析】 (1)带电粒子在电场中做类平抛运动,则有 联立解得 , 带电粒子在Q点的速度的大小 方向 即与x轴正方向成角; (2)带电粒子的运动轨迹如图,由图可知,弦长为,弦切角为,则有 得 则在磁场中的运动时间为 粒子从P点运动到M点的时间 (3)要使粒子不从y轴上射出磁场,则轨迹恰好与y轴相切,轨迹如图 由几何关系得 解得 由洛伦兹力提供向心力 得 解得 所以 。  
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考点分析:
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如图是回旋加速器示意图,置于真空中的两金属D形盒的半径为R,盒间有一较窄的狭缝,狭缝宽度远小于D形盒的半径,狭缝间所加交变电压的频率为f,电压大小恒为UD形盒中匀强磁场方向如图所示,在左侧D形盒圆心处放有粒子源S,产生的带电粒子的质量为m,电荷量为q。设带电粒子从粒子源S进入加速电场时的初速度为零,不计粒子重力。求:

(1)D形盒中匀强磁场的磁感应强度B的大小

(2)粒子能获得的最大动能Ek

(3)粒子经n次加速后在磁场中运动的半径Rn

 

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如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为B,纸面内有一单匝长方形均匀金属线框abcd,其ab边长为Lbc边长为2L,线框总电阻为Rab边与磁场边界平行,线框在向右方向拉力作用下以速度v做匀速运动。求:

(1)ab边刚进入磁场时,ab两端的电势差Uab

(2)线框进入磁场过程中,通过线框横截面的电荷量q

(3)线框进入磁场过程中,bc上产生的热量Q

 

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如图所示,质量为0.4kg的木板A静止在光滑的水平面上,质量为0.2kg的小物块B静止放在木板A的左端,现用锤子向右敲击B,冲力的冲量大小为1.2,小物块最终没有滑出木板,求:

(1)求受到锤子敲击后物块B获得的速度大小

(2)求木板A和小物块B相对滑动过程中产生的内能

(3)若物块与木板间的动摩擦因数为0.6,求木板A的长度至少为多大

 

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利用图甲所示的装置探究碰撞中的不变量,在图甲中,气垫导轨上有AB两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间,实验测得滑块A质量m1=0.280kg,滑块B的质量m2=0.110kg,遮光片的宽度d=0.50cm;打点计时器所用的交流电的频率为f=50Hz,将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与静止的B相碰;碰后光电计时器显示的时间为tB=2.500ms,碰撞后打出的纸带如图乙所示

(1)在该实验方案中,下列说法正确的是____

A.调节气垫导轨,确保导轨水平

B.滑块A的初始位置应尽可能靠近滑块B

C.遮光片的宽度适当窄一些有利于减小误差

D.滑块A和滑块B的质量交换也可完成该实验

(2)两滑块碰撞前A滑块的速度大小为____m/s,两滑块碰撞后B滑块的速度大小为____m/s(结果保留三位有效数字)

(3)碰撞后滑块A的质量和速度的乘积大小为____kg·m/s(结果保留三位有效数字)

(4)通过实验采集到的数据可得,在误差允许的范围内,AB两个滑块碰撞过程中的不变量是____

 

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探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验中

(1)为了确保实验的安全,下列做法正确的是____

A.为了人身安全,只能使用低压直流电源,所用电压不要超过12V

B.连接好电路后,可不经检查电路是否正确,直接接通电源

C.因为使用电压较低,通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱

D.为了多用表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡试测

(2)多用表刻度盘上交流电压的刻度是____(选填均匀不均匀”)

(3)某实验小组通过实验,记录的数据如下表:

原线圈匝数n1()

100

200

400

400

副线圈匝数n2()

400

400

200

800

原线圈两端的电压U1(V)

1.96

4.90

8.00

4.86

副线圈两端的电压U2(V)

7.80

9.76

3.90

9.64

 

通过分析实验数据可得出的实验结论是____

(4)一次实验中,变压器原、副线圈的匝数分别为400匝和200匝,测得的电压分别为8.00V3.90V,据此可知电压比与匝数比并不相等,主要原因是____(至少说出两个原因)

 

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