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如图所示,直线MN与水平线夹角为60°,其右侧有一垂直纸面向外的范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B;直线PQ垂直MN,且PQ与MN包围的空间有一匀强电场,电场方向平行于PQ.有一质量为m 电量为+q的带电粒子在纸面内以v0的水平初速度从A点飞入磁场,粒子进入磁场t0(t0未知)时间后立即撤除磁场,此时粒子未到达MN,之后粒子垂直MQ边界从C点(图中未画出)飞入电场;随后粒子再次通过C点.粒子在以上整个过程中所用总时间恰为此带电粒子在磁场中运动一周所需时间,粒子所受重力不计.试求:

1)粒子在磁场中运动的时间t0

2)匀强电场场强E的大小.

 

(1);(2) 【解析】 (1)带电粒子在磁场中做圆周运动,轨迹如图所示: 根据牛顿第二定律: 周期为: 粒子运动时间为: (2)带电粒子在磁场中做圆周运动有: 解得: D到C是匀速运动: 可得运动时间为: 带电粒子在电场中运动时间: 带电粒子在电场中运动的加速度: 速度为: 可得:  
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考点分析:
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细管 AB 内壁光滑、厚度不计,加工成如图所示形状。长 L0.5m BD 段竖直,其 B 端与半径 R0.3m 的光滑圆弧轨道平滑连接,P 点为圆弧轨道的最高点。CD 段是半径 R0.3m 的四分之一圆弧,AC 段在水平面上。管中有两个可视为质点的小球 ab 质量分别为 ma6kgmb2kg。最初 b 球静止在管内 AC 段某一位置,a 球以速度 v0 水平向右运动,与b 球发生弹性碰撞。重力加速度g 10m/s2

1)若 v04m/s,求碰后 ab 两球的速度大小:

2)若 a 球恰好能运动到 B 点,求 v0的大小,并通过分析判断此情况下 b 球能否通过 P 点。

 

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几位同学对一个阻值大约为 600Ω的未知电阻进行测量,要求较精确地测量电阻的阻值。有下列器材供选用:

A.待测电阻 Rx

B.电压表 V(量程 6V,内阻约 3k)

C.电流表 A1(量程 20mA,内阻约 5)

D.电流表 A2(量程 10mA,内阻约 10)

E.滑动变阻器 R1(020Ω,额定电流 2A)

F.滑动变阻器 R2(02000Ω,额定电流 0.5A)

G.直流电源 E(6V,内阻约 1)

H.多用表

I.开关、导线若干

1)甲同学用多用表直接测量待测电阻的阻值如图甲所示。若选用欧姆表“×100”档位, 则多用表的读数为_____

2)乙同学根据以上器材设计成用伏安法测量电阻的电路,电路图如图乙所示,则电流表应选择 ____(选填“A1“A2”) 滑动变阻器应选择____ (选填R1R2”)

3)丙同学经过反复思考,利用所给器材设计出了如图丙所示的测量电路,具体操作如下:

按图丙连接好实验电路,调节滑动变阻器 R1R2 的滑片至适当位置;

开关 S2 处于断开状态,闭合开关 S。调节滑动变阻器 R1R2 的滑片,使电流表 A2 的示数恰好为电流表 A1 的示数的一半,读出此时电压表 V 的示数 U1 和电流表 A 的示数 I1

保持开关 S1 闭合,再闭合开关 S2,保持滑动变阻器 R2 的滑片位置不变,读出此时电压表 V 的示数 U2 和电流表 A2 的示数 I2

可测得待测电阻的阻值为_____,同时可测出电流表 A1 的内阻为 ___ ( U1U2I1I2 表示)

4)比较乙、丙两位同学测量电阻 Rx 的方法,你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差?____ (选填”)同学。

 

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某同学在“探究功与速度变化之间的关系”的实验中,同时测出实验中橡皮绳的劲度系数。所用实验装置如图所示,已知小球质量为m。具体实验步骤如下:

(1)将小球放在木板上,木板左端抬高一个小角度,以平衡摩擦力。

(2)将原长为OM的橡皮绳一端固定在木板右端的O点,另一端通过力传感器连接小球,将小球拉至P点(M点左侧),测得OM的距离为llOP的距离为l2,力传感器示数为F,则橡皮绳的劲度系数为______(用Fl1l2表示)。

(3)将小球从P点由静止释放,在M点右侧放置一速度传感器,可测出传感器所在位置的速度v。将小球连上2根、3根…橡皮绳,重复操作过程,测出多组速度数值,如下表所示。

橡皮绳

1

2

3

4

5

6

做功

W

2 W

3 W

4 W

5 W

6 W

速度

1.01

1.41

1.73

2.00

2.24

2.45

速度平方

1.02

1.99

2.99

4.00

5.02

6.00

 

 

在坐标系中描点、连线,作出W-v2图像。

_______

(4)由图像可知,橡皮绳做功与小球获得的速度的关系为_______________

 

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如图所示,一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力),自A点以初速度v0射入半径为R的圆形匀强磁场,磁场方向垂直于纸面,速度方向平行于CDCD为圆的一条直径,粒子恰好从D点飞出磁场,A点到CD的距离为。则(  )

A.磁感应强度为 B.磁感应强度为

C.粒子在磁场中的飞行时间为 D.粒子在磁场中的飞行时间为

 

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如图所示,在水平面上固定一个半圆弧轨道,轨道是光滑的,O点为半圆弧的圆心,一根轻绳跨过半圆弧的A(OA等高,不计A处摩擦),轻绳一端系在竖直杆上的B点,另一端连接一个小球P。现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的AB之间,已知整个装置处于静止状态时,α30°β45°则(   

A.将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变

B.将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球P位置下移

C.静止时剪断A处轻绳瞬间,小球P的加速度为g

D.小球P与小球Q的质量之比为

 

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