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如图甲所示,粒子源靠近水平极板M、N的M板,N板下方有一对长为L,间距为d=1....

如图甲所示,粒子源靠近水平极板M、NM板,N板下方有一对长为L,间距为d=1.5L的竖直极板P、Q,再下方区域存在着垂直于纸面的匀强磁场,磁场上边界的部分放有感光胶片.水平极板M、N中间开有小孔,两小孔的连线为竖直极板P、Q的中线,与磁场上边界的交点为O.水平极板M、N之间的电压为U0;竖直极板P、Q之间的电压UPQ随时间t变化的图象如图乙所示;磁场的磁感强度B=.粒子源连续释放初速不计、质量为m、带电量为+q的粒子,这些粒子经加速电场获得速度进入竖直极板P、Q之间的电场后再进入磁场区域,都会打到感光胶片上.已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期,粒子重力不计.求:

(1)带电粒子进入偏转电场时的动能EK

(2)磁场上、下边界区域的最小宽度x;

(3)带电粒子打到磁场上边界感光胶片的落点范围.

 

(1)U0q.(2)L.(3). 【解析】 (1)带电粒子进入偏转电场时的动能,即为MN间的电场力做的功    EK=WMN=U0q (2)设带电粒子以速度υ进入磁场,且与磁场边界之间的夹角为α时 向下偏移的距离:△y=R-Rcosα=R(1-cosα)   而 R=     υ1=υsinα   △y=   当α=90o时,△y有最大值.  即加速后的带电粒子以υ1的速度进入竖直极板P、Q之间的电场不发生偏转,沿中心线进入磁场. 磁场上、下边界区域的最小宽度即为此时的带电粒子运动轨道半径.   U0q=mυ12   所以    △ymax=x==L (3)粒子运动轨迹如图所示,若t=0时进入偏转电场,在电场中匀速直线运动进入磁场时R=L,打在感光胶片上距离中心线最近为x=2L  任意电压时出偏转电场时的速度为υn,根据几何关系       Rn=  在胶片上落点长度为△x=2Rncosα=  打在感光胶片上的位置和射入磁场位置间的间距相等,与偏转电压无关.在感光胶片上的落点宽度等于粒子在电场中的偏转距离.带电粒子在电场中最大偏转距离   粒子在感光胶片上落点距交点O的长度分别是2L和,则落点范围是 .
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如图所示,两条相距的平行金属导轨固定在水平面上,其右端接一阻值为的电阻。质量为的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域的磁感应强度大小为方向竖直向下,当该磁场区域以速度匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为。设金属杆长为对应的电阻为,金属杆与导轨之间动摩擦因数为,导轨电阻不计,导轨足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接粒,求:

(1)刚扫到金属杆时,金属杆中感应电流的大小和感应电流方向;

(2)刚扫到金属杆时,金属杆的加速度大小

(3)若矩形匀强磁场区域扫过金属杆过程中,金属杆向右滑动了,求此过程中安培力对金属杆做的功。

 

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如图所示,质量m=6.0 kg的滑块(可视为质点),在水平牵引功率恒为P=42 W的力作用下从A点由静止开始运动,一段时间后撤去牵引力.当滑块由平台边缘B点飞出后,恰能以5 m/s的速度从竖直光滑圆弧轨道CDEC点的切线方向切入轨道,并从轨道边缘E点竖直向上抛出.已知∠COD=53°,AB间距离L=3 m,滑块与平台间的动摩擦因数μ=0.2,圆弧轨道半径R=1.0 m.不计空气阻力.取sin53°=0.8,cos53°=0.6,g10 m/s2,求:

(1)滑块运动到B点时的速度大小;

(2)圆弧轨道对滑块的最大支持力;

(3)滑块在平台上运动时水平牵引力的作用时间.

 

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质量为的小物体,由点静止在恒力作用下向右运动,运动至点时撒去FAB相距,设斜面足够长,物体与平面、斜面之间的动摩擦因数均为,物体在点没有能量损失。其中:,求:

(1)物体在水平面运动的加速度;

(2)在斜面上向上滑行的最大距离;

(3)物体在斜面上运动的时间(答案可以有根号)。

 

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(1)如图所示为某多用电表内部简化电路图,作电流表使用时,选择开关S应接________(选填“1”“2”“3”“4”“5”)量程较大.

      

(2)某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3 V的电压表内阻(如图乙),主要步骤如下:

把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上;

把两表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻零刻度处;

把红表笔与待测电压表________(选填”)接线柱相接,黑表笔与另一接线柱相连,发现这时指针偏转角度很小;

换用________(选填“×10”“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量,发现这时指针偏转适中,记下电阻数值;

把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔,把多用电表放回桌上原处,实验完毕.

(3) 实验中(如图丙)某同学读出欧姆表的读数为_________Ω,这时电压表读数为___________V.

(4)请你计算欧姆表内部电源电动势为________V.(保留两位有效数字)

 

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某实验小组的同学为了探究加速度与外力的关系,利用了如图1所示的实验装置,忽略滑轮与细绳之间的摩擦.

(1)为了完成探究实验,下列步骤必须的是________

A.分别测出砝码A以及滑块的质量mM

B.将长木板远离滑轮的一端适当垫高平衡摩擦力

C.将滑块靠近打点计时器,接通电源后释放小车,并记录传感器的示数

D.多次改变砝码的质量,打出几条不同的纸带

E.该实验中必须满足滑块的质量远远大于砝码A的质量

(2)该小组的同学在某次实验中得到了一条清晰的纸带,如图2所示,并在该纸带上选取了多个计数点,已知图中相邻两计数点之间还有两个计时点没有画出,若实验中所使用的交流电的频率为50 Hz,则滑块的加速度大小为________m/s2(结果保留两位有效数字);

(3)该小组的同学通过多次测量,得到了多组传感器的示数以及相对应的加速度的数值,并以传感器的示数为横坐标、加速度为纵坐标,得到的图线为一条过原点的倾斜直线,经测量可知直线的斜率大小为,则小车的质量大小应为_____________

(4)如果该小组的同学在实验时未平衡摩擦力,结果得到的图象不过原点,与横轴交点的坐标值为,则滑块在运动过程中受到的摩擦力大小为__________

 

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