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如图甲,两个半径足够大的D形金属盒D1、D2正对放置,O1、O2分别为两盒的圆心...

如图甲,两个半径足够大的D形金属盒D1D2正对放置,O1O2分别为两盒的圆心,盒内区域存在与盒面垂直的匀强磁场。加在两盒之间的电压变化规律如图乙,正反向电压的大小均为Uo,周期为To,两盒之间的电场可视为匀强电场。在t=0时刻,将一个质量为m、电荷量为qq>0)的粒子由O2处静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在时刻通过O1.粒子穿过两D形盒边界MN时运动不受影响,不考虑由于电场变化而产生的磁场的影响,不计粒子重力。

(1)求两D形盒边界MN之间的距离;

(2)D1盒内磁场的磁感应强度,且粒子在D1D2盒内各运动一次后能到达 O1,求D2盒内磁场的磁感应强度;

(3)D2D2盒内磁场的磁感应强度相同,且粒子在D1D2盒内各运动一次后在t= 2To时刻到达Ol,求磁场的磁感应强度。

 

(1) (2) (3) 【解析】 (1)设两盒之间的距离为d,盒间电场强度为E,粒子在电场中的加速度为a,则有 U0=Ed qE=ma 联立解得 (2)设粒子到达O1的速度为v1,在D1盒内运动的半径为R1,周期为T1,时间为t1,则有 可得 t1=T0 故粒子在时刻回到电场; 设粒子经电场再次加速后以速度v2进入D2盒,由动能定理 设粒子在D2盒内的运动半径为R2,则 粒子在D1D2盒内各运动一次后能到达O2应有 R2=R1 联立各式可得 (3)依题意可知粒子在D1D2盒内运动的半径相等;又 故粒子进入D2盒内的速度也为v1;可判断出粒子第二次从O2运动到O1的时间也为 粒子的运动轨迹如图; 粒子从P到Q先加速后减速,且加速过程的时间和位移均相等,设加速过程的时间为t2,则有 则粒子每次在磁场中运动的时间 又 联立各式解得  
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如图,竖直平面内固定有一半径为R的光滑网轨道,质量为m的小球P静止放置在网轨道的最低点A。将质量为M的小球Q从圆轨道上的C点由静止释放,QP发生一次弹性碰撞后小球P恰能通过圆轨道的最高点B。已知M=5m,重力加速度为g,求:

(1)碰撞后小球P的速度大小;

(2)C点与A点的高度差。

 

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某同学用图甲电路测量一电源的电动势和内阻,其中电流表A的量程为0.6 A,虚线框内为用电流计G改装的电压表。

(1)已知电流计G的满偏电流Ig= 300 μA,内阻Rg=100 Ω,改装后的电压表量程为3V,则可计算出电阻R1=____Ω。

(2)某次测量时,电流计G的示数如图乙,则此时电源两端的电压为 ___V

(3)移动滑动变阻器R的滑片,得到多组电流表A的读数I1和电流计G的读数I2,作出I1-I2图像如图丙。由图可得电源的电动势E=____V,内阻r=____Ω。

(4)若电阻R1的实际阻值大于计算值,则电源内阻r的测量值____际值(填“小于”“等于”或“大于”)。

 

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某同学用图甲的实验装置验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g

(1)用游标卡尺测量立方体小钢块的边长d,测量结果如图乙,则d=____cm

(2)用电磁铁吸住小钢块,保持小钢块底面与水平面平行。用刻度尺测量小钢块与光电门的高度差h

(3)将电磁铁断电,小钢块由静止开始下落,测得小钢块通过光电门的时间t=3.20 ms。则小钢块通过光电门时的速度v=____________m/s

(4)改变小钢块与光电门的高度差h,重复步骤(2)(3),得到多组数据。

(5)利用实验数据作出v2h图像。若v2h图线为一条过原点的直线,且直线的斜率k=____,则说 明小钢块下落过程中机械能守恒。(用题中给出的物理量符号表示)

 

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如图,两根平行金属导轨所在的平面与水平面的夹角为30°,导轨间距为0.5 m。导体棒 ab垂直导轨放置,用一不可伸长的细线绕过光滑的滑轮将b棒与物体c相连,滑轮与b棒之间的细线平行于导轨。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为0.2 T。物体c的质量为0. 06 kgab棒的质量均为0.1kg,电阻均为0.1Ω,与导轨间的动摩擦因数均为。将ab棒和物体c同时由静止释放,运动过程中物体c不触及滑轮,a、b棒始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g10m/s2.则(  )

A.b棒刚要开始运动时,a棒的加速度大小为3.5 m/s2

B.b棒刚要开始运动时,a棒的速度大小为5.0 m/s

C.足够长时间后a棒的加速度大小为

D.足够长时间后a棒的速度大小为7.0 m/s

 

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如图,质量为M、长度为L的长木板静止在光滑水平面上,质量为m的小铁块以水平初  速度v0从木板左端向右滑动,恰好不会从木板右端滑出。下列情况中,铁块仍不会从木板右端滑出的是(  )

A.仅增大m B.仅增大M

C.仅将mL增大为原来的两倍 D.仅将ML增大为原来的两倍

 

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