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如图所示,内圆半径为r、外圆半径为3r的圆环区域内有垂直纸面向里、磁感应强度为B...

如图所示,内圆半径为r、外圆半径为3r的圆环区域内有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.圆环左侧的平行板电容器两板间电压为U,靠近M板处静止释放质量为m、电荷量为q的正离子,经过电场加速后从N板小孔射出,并沿圆环直径方向射入磁场,不计离子的重力,忽略平行板外的电场。求:

(1)离子从N板小孔射出时的速率;

(2)离子在磁场中做圆周运动的周期;

(3)要使离子不进入小圆区域,电压U的取值范围。

 

(1); (2); (3)U≤ 【解析】 (1)设离子射入匀强磁场时的速率为v,由动能定理得 qU=mv2 解得 v= (2)设离子在磁场中做圆周运动的半径为R,离子所受洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律可得 qvB=m 运动周期 T= 联立解得 T= (3)若离子恰好不进入小圆区域,设离子与小圆相切时轨道半径为R0,此时轨迹如图所示. 由几何关系得 R+(3r)2=(R0+r)2 解得 R0=4r 需满足的条件为 R≤R0 又 qvB=m,qU=mv2 联立解得 U≤  
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如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内.在汽缸内距缸底60cm处设有ab两限制装置,使活塞只能向上滑动.开始时活塞搁在ab上,缸内气体的压强为p0(p01.0×105Pa为大气压强),温度为300K.现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330K时,活塞恰好离开ab;当温度为360K时,活塞上升了4cm.g10m/s2求:

活塞的质量;

物体A的体积.

 

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如图甲所示为一倾角θ且足够长的斜面,将一质量为m1kg的物体无初速度在斜面上释放,同时施加一沿斜面向上的拉力,拉力随时间变化的关系图象如图乙所示,物体与斜面间动摩擦因数μ0.25g10m/s2sin0.6cos0.8,求:

(1)2s末物体的速度;

(2)16s内物体发生的位移。

 

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指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请回答下列问题:

1)在使用多用电表测量时,若选择开关找至“25V“挡,指针的位置如图(a)所示,则测量结果为___________V

2)多用电表测量未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电源的电动势为ER0为调零电阻。某次将待测电阻用电阻箱代替时,电路中电流I与电阻箱的阻值Rx关系图象如图(c)所示,则此时多用电表的内阻为_________Ω,该电池的电动势E________V

3)下列判断正确的是______

A.在图(b)中、电表的左、右插孔处分别标注着“﹣”、“+

B.由图线(c)的特点可知,欧姆表的刻度盘上的数字左小右大

C.欧姆表调零的实质是通过调节R,使Rx0时电路中的电流达到满偏电流

D.电阻Rx的变化量相同时,Rx越小,则对应的电流变化量就越小

4)如果随着使用时间的增长,该多用电表内部的电源电动势减少,内阻增大,但仍然能够欧姆调零,如仍用该表测电阻,则测量结果是_______。(填“偏大”“偏小”或“不变”)

 

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某同学利用如图甲所示的装置探究“小车的加速度与所受合外力的关系”,具体实验步骤如下:

A.按照图示安装好实验装置,挂上沙桶(含少量沙子);

B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等;

C.取下细绳和沙桶,测量并记录沙子和桶的总质量m;

D.保持长木板的倾角不变,不挂沙桶,将小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门1和2时显示的时间;

E.重新挂上细绳和沙桶,改变沙桶中沙子的质量,重复B、C、D步骤.

(1)若沙桶和沙子的总质量为m,小车的质量为M,重力加速度为g,则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为________.(忽略空气阻力)

(2)如图乙所示,用游标卡尺测得小车上遮光片的宽度为________mm.

(3)若遮光片的宽度为d,光电门1、2之间的距离为l,通过光电门1和2时显示的时间分别为t1、t2,则小车的加速度a=________

(4)有关本实验的说法正确的是________(填选项前的字母).

A.沙桶和沙子的总质量必须远小于小车的质量

B.小车的质量必须远小于沙桶和沙子的总质量

C.平衡摩擦力时要取下细绳和沙桶

D.平衡摩擦力时不能取下细绳和沙桶

 

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如图所示,半圆光滑绝缘轨道MN固定在竖直平面内,O为其圆心,MNO高度相同,匀强磁场方向与轨道平面垂直.现将一个带正电的小球自M点由静止释放,它将沿轨道在MN间做往复运动.下列说法中正确的是(  )

A.小球在M点和N点时均处于平衡状态

B.小球由MN所用的时间大于由NM所用的时间

C.小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力大小均相等

D.小球每次经过轨道最低点时所受合外力大小均相等

 

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