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如图所示的坐标系内,直角三角形OPA区域内有一方向垂直于纸面向外的匀强磁场。在x...

如图所示的坐标系内,直角三角形OPA区域内有一方向垂直于纸面向外的匀强磁场。在x轴上方,三角形磁场区域右侧存在一个与三角形OP边平行的匀强电场,电场强度为E,方向斜向下并与x轴的夹角为30°,已知OP边的长度为L,有一不计重力、质量为m电荷量为q的带正电的粒子从静止开始经加速电场加速后,以v0的速度从A点垂直于y轴射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于OP边方向射入电场,最终速度方向垂直于x轴射出电场。求:

(1)加速电压及匀强磁场的磁感应强度大小

(2)带电粒子到达x轴时的动能与带电粒子刚进入磁场时动能的比值

(3)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间

 

(1);;(2);(3) 【解析】 (1)设加速电场的电压为,由动能定理可得 解得 根据题设,带电粒子垂直边射入电场,设带电粒子在磁场中运动半径为,如图所示,由几何关系可得 在磁场中,洛伦磁力提供向心力则有 解得 (2)设带电粒子到达轴时的速度为,根据几何关系可得,带电粒子刚进入磁场时的动能 带电粒子到达轴时的动能 则有带电粒子到达轴时的动能与带电粒子刚进入磁场时动能的比值 (3)带电粒子在磁场中运动时间为 带电粒子在电场中运动至轴时有 由几何关系可知 带电粒子从射入磁场到运动至轴的时间  
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考点分析:
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如图所示,水平传送带与固定斜面平滑连接,质量为m1kg的小物体放在斜面上,斜面与水平方向的夹角为θ37°,若小物体受到一大小为F20N的沿斜面向上的拉力作用,可以使小物体从斜面底端A由静止向上加速滑动。当小物体到达斜面顶端B时,撤去拉力F且水平传送带立即从静止开始以加速度a01m/s2沿逆时针方向做匀加速运动,当小物体的速度减为零时刚好滑到水平传送带的右端C处。小物体与斜面及水平传送带间的动摩擦因数均为µ0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力AB间距离L5m,导槽D可使小物体速度转为水平且无能量损失,g10m/s2。已知sin37°0.6cos37°0.8,求:

(1)小物体运动到B点的速度

(2)小物体从A点运动到C点的时间

(3)小物体从B点运动到C点的过程中,小物体与传送带间由于摩擦而产生的热量Q

 

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课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中,发现一只发光二极管,同学们决定测绘这只二极管的伏安特性曲线。

(1)由于不能准确知道二极管的正负极,同学们用多用电表的欧姆挡对其进行侧量,当红表笔接A端、黑表笔同时接B端时,指针几乎不偏转,则可以判断二极管的正极是_______

(2)选用下列器材设计电路并测绘该二极管的伏安特性曲线,要求准确测出二极管两端的电压和电流。有以下器材可供选择:

A.二极管Rx

B.电源电压E4V(内电阻可以忽略)

C.电流表A1(量程050mA,内阻为r10.5Ω)

D.电流表A2(量程00.5A,内阻为r21Ω)

E.电压表V(量程015V,内阻约2500Ω)

F.滑动变阻器R1(最大阻值20Ω)

C.滑动变阻器R2(最大阻值1000Ω)

H.定值电阻R3

I.开关、导线若干

实验过程中滑动变限器应选___________(填“F”或“G),在虚线框中画出电路图_______(填写好仪器符号)

(3)假设接入电路中电表的读数:电流表A1读数为I1,电流表A2读数为I2,则二极管两瑞电压的表达式为__________(用题中所给的字母表示)

(4)同学们用实验方法测得二极管两端的电压U和通过它的电流I的一系列数据,并作出IU曲线如图乙所示。

(5)若二极管的最佳工作电压为2.5V,现用5.0V的稳压电源(不计内限)供电,则需要在电路中串联一个电限R才能使其处于最佳工作状态,请根据所画出的二极管的伏安特性曲线进行分析,申联的电阻R的阻值为_______________Ω(结果保留三位有效数字)

 

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如图所示,梁老师在课堂做“验证力的平行四边形定则”实验时,橡皮条的一端固定在黑板上方的A点,另一端被两个弹簧测力计拉到O点。

(1)下列原因可能会导致实验结果不准确的是________

A.弹簧测力计在实验前没有调零

B.弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧侧力计刻度

C.弹簧测力计自身的重力对拉力大小有影响

D.拉橡皮条的细绳套粗一些且短一些,实验效果较好

(2)为了提高实验的准确性,减少误差,请提出合理的解决办法(一条即可)_________

(3)两弹簧测力计的读数分别为F1F2,两细绳的方向分别与橡皮条延长线的夹角为α1α2,如图所示,以下说法正确的是______.

A.为了验证力的平行四边形定则,只需作力的图示来表示分力与合力

B.实验中用平行四边形定则求得的合力F一定与OA在一条直线上

C.若保持O点的位置和夹角α1不变,夹角α2可变,若F1增大,则F2可能减小

D.两弹簧测力计间的夹角α1α2之和必须取90°

 

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如图所示的光滑导轨,由倾斜和水平两部分在MM'处平滑连接组成。导轨间距为L,水平部分处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,倾斜导轨连接阻值为R的电阻。现让质量为m阻值为2R的金属棒a从距离水平面高度为h处静止释放。金属棒a到达磁场中OO'时,动能是该金属棒运动到MM'时动能的,最终静止在水平导轨上。金属棒a与导轨接触良好且导轨电阻不计,重力加速度g10m/s2。以下说法正确的是(  

A.金属棒a运动到MM'时回路中的电流大小为

B.金属棒a运动到OO'时的加速度大小为

C.金属棒ah处静止下滑到在水平导轨上静止过程中,电阻上产生的焦耳热为mgh

D.金属棒a若从h处静止释放,在它运动的整个过程中,安培力的冲量大小是,方向向左

 

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质量为m的物块在t0时刻受沿固定斜面向上的恒力F1作用,从足够长的倾角为θ的光滑斜面底端由静止向上滑行,在t0时刻撤去恒力F1加上反向恒力F2(F1F2大小未知),物块的速度-时间(vt)图象如图乙所示,2t0时刻物块恰好返回到斜面底端,已知物体在t0时刻的速度为v0,重力加速度为g,则下列说法正确的是(  

A.物块从t0时刻开始到返回斜面底端的过程中重力的冲量大小为2mgt0sinθ

B.物块从t0时刻到返回斜面底端的过程中动量的变化量大小为3mv0

C.F1的冲量大小为mgt0sinθmv0

D.F2的冲量大小为3mgt0sinθ3mv0

 

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