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如图所示,在真空室内的P点,能沿平行纸面向各个方向不断发射电荷量为+q、质量为m...

如图所示,在真空室内的P点,能沿平行纸面向各个方向不断发射电荷量为+q、质量为m的粒子(不计重力),粒子的速率都相同。abP点附近的一条水平直线,P到直线ab的距离PC=LQ为直线ab上一点,它与P点相距PQ=,当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场时,水平向左射出的粒子恰到达Q点;当ab以上区域只存在沿PC方向的匀强电场时,其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点。已知sin37°=0.6cos37°=0.8,求:

(1)粒子的发射速率;

(2)仅有电场时PQ两点间的电势差;

(3)仅有磁场时,能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间。

 

(1);(2);(3), 【解析】 (1)设粒子做匀速圆周运动的半径为,过作的垂线交于点,如图所示: 由几何知识可得 代入数据可得粒子轨迹半径为 洛伦兹力提供向心力为 解得粒子发射速度为 (2)真空室只加匀强电场时,由粒子到达直线的动能相等,可知为等势面,电场方向垂直向下,水平向左射出的粒子经时间到达点,在这段时间内做类平抛运动,分解位移 电场力提供加速度 解得PQ两点间的电势差 (3)只有磁场时,粒子以为圆心沿圆弧运动,当弧和直线相切于点时,粒子速度的偏转角最大,对应的运动时间最长,如图所示: 据图有 解得 故最大偏转角为 粒子在磁场中运动最大时长为 式中为粒子在磁场中运动的周期,粒子以为圆心沿圆弧运动的速度偏转角最小,对应的运动时间最短。据图有 解得 速度偏转角最小为 故最短时间为  
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如图所示为某滑雪赛道。长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BCh=10mC是半径R=30m圆弧的最低点,质量m=60kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速度a=4m/s2,到达B点时速度vB=20m/s。取重力加速度g=l0m/s2

(1)求长直助滑道AB的长度L

(2)若不计BC段的阻力,求运动员在C点所受支持力的大小。

 

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如图甲所示是一个多用电表的简化电路图。请完成下列问题。

(1)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当选择开关S旋到位置56时,电表用来测量____________(选填“直流电流”、“直流电压”或“电阻”)。

(2)某同学用此多用表测量某电学元件的电阻,选用“×l0”倍率的欧姆挡测量,发现多用表指针偏转很小,因此需选择____________(填“×l”或“×l00”)倍率的欧姆挡。

(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理,组装如图乙、丙所示的简易欧姆表。实验器材如下:

A.干电池(电动势E3.0V,内阻r不计);

B.电流计G(量程300μA,内阻99Ω);

C.可变电阻器R

D.定值电阻R0=4Ω

E.导线若干,红黑表笔各一只。

①如图乙所示,表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是____________Ω

②如果将R0与电流计并联,如图丙所示,这相当于欧姆表换挡,换挡前、后倍率之比为____________

 

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如图所示装置可以用来测量滑块和水平面间动摩擦因数。在水平面上将弹簧一端固定,另一端与滑块接触(两者不固连)。压缩弹簧,静止释放,滑块被弹出,离开弹簧后经过光电门O,最终停在P点。已知挡光片的宽度d,记录滑块上挡光片通过光电门的时间t,重力加速度大小为g

(1)滑块经过O点的速度为____________

(2)除了记录滑块挡光片通过D点光电门的挡光时间之外,还需要测量的一个物理量是____________(填选项前的字母)。

A.滑块释放点到P点距离x

B.光电门与P点间的水平距离s

C.滑块(带挡光片)质量m

D.弹簧的长度l

(3)动摩擦因数的表达式为____________(用上述测量量和重力加速度g表示)。

 

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如图所示,固定在同一水平面内的两平行长直金属导轨,间距为1m,其左端用导线接有两个阻值为的电阻,整个装置处在竖直向上、大小为2T的匀强磁场中。一质量为2kg的导体杆MN垂直于导轨放置,已知杆接入电路的电阻为,杆与导轨之间的动摩擦因数为0. 5。对杆施加水平向右、大小为20N的拉力,杆从静止开始沿导轨运动,杆与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,重力加速度g=10m/s2。则

A. M点的电势高于N

B. 杆运动的最大速度是10m/s

C. 杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等

D. 当杆达到最大速度时,MN两点间的电势差大小为20V

 

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如图甲所示,倾角为30°的足够长的固定光滑斜面上,有一质量m=0.8kg的物体受到平行斜面向上的力F作用,其大小F随时间t变化的规律如图乙所示,t0时刻物体速度为零,重力加速度g=10m/s2。下列说法中正确的是(  )

A.0~2s内物体向上运动

B.2s末物体的动量最大

C.3s末物体回到出发点

D.0~3s内力F的冲量大小为9N·s

 

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