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如图所示,真空中以为圆心,半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁...

如图所示,真空中以为圆心,半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场,圆形区域的最下端与xoy坐标系的x轴相切于坐标原点O,圆形区域的右端与平行y轴的虚线MN相切,在虚线MN右侧x轴的上方足够大的范围内有方向水平向左的匀强电场,电场强度E=1.0×105N/C.现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范围内发射速率均为v0=1.0×106m/s的带正电粒子,粒子在磁场中的偏转半径也为r=0.1m,已知粒子的比荷,不计粒子的重力、粒子对电磁场的影响及粒子间的相互作用力,求:

1)磁场的磁感应强度B的大小;

2)沿y轴正方向射入磁场的粒子,在磁场和电场中运动的总时间;

3)若将匀强电场的方向改为竖直向下,其它条件不变,则粒子达到x轴的最远位置与最近位置的横坐标之差.

 

(1) (2) (3) 【解析】 (1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由 ① 可得: ② (2)分析可知,带电粒子运动过程如图所示, 由粒子在磁场中运动的周期 ③ 可知粒子第一次在磁场中运动的时间: ④ ⑤ 粒子在电场中的加速度 ⑥ 粒子在电场中减速到0的时间: ⑦ 由对称性,可知运动的总时间: ⑧ 即 ⑨ (3)由题意分析可知,当粒子沿着y轴两侧30°角射入时,将会沿着水平方向射出磁场区域,之后垂直虚线MN分别从P' 、Q'射入电场区,做类平抛运动,最终到达x轴的位置分别为最远位置P和最近位置Q. ⑩ 由几何关系P'到x轴的距离 , (11) 最远位置P坐标为 (12) Q'到x轴的距离 (13) 最近位置Q坐标为 (14) 所以,坐标之差为 (15) 解得: (16)  
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如图所示,水平光滑轨道AB与半径为R的竖直光滑半圆形轨道BC相切于B点.质量为2mmab两个小滑块(可视为质点)原来静止于水平轨道上,其中小滑块a与一轻弹簧相连.某一瞬间给小滑块a一冲量使其获得的初速度向右冲向小滑块b,与b碰撞后弹簧不与b相粘连,且小滑块b在到达B点之前已经和弹簧分离,不计一切摩擦,求:

1ab在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能;

2)小滑块b与弹簧分离时的速度;

3)试通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C.若能,求出到达C点的速度;若不能,求出滑块离开圆轨道的位置和圆心的连线与水平方向的夹角.(求出角的任意三角函数值即可).

 

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质量为1kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去,其运动的vt图象如图所示。取g=10m/s2。求:

(1)物体与水平面间的动摩擦因数

(2)水平推力F的大小;

(3)物体在10s内克服摩擦力做的功。

 

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国标(GBT)规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移动。实验器材还有:

电源(电动势约为3 V,内阻可忽略);电压表V1(量程为3 V,内阻很大);

电压表V2(量程为3 V,内阻很大);定值电阻R1(阻值4 kΩ);

定值电阻R2(阻值2 kΩ);电阻箱R(最大阻值9 999 Ω);

单刀双掷开关S;导线若干;游标卡尺;刻度尺。

实验步骤如下:

A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d

B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L

C.把S拨到1位置,记录电压表V1示数;

D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R

E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤CD,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R

F.断开S,整理好器材。

1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙,则d_______mm

2)玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为:Rx_______(用R1R2R表示);

3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图丙所示的关系图象。则自来水的电阻率ρ_______Ω·m(保留两位有效数字);

4)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将_____(填偏大”“不变偏小)。

 

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用如图实验装置验证m1m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证系统机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:两物体从静止释放,0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1= 50gm2=150g ,交流电的频率为50Hzg9.8m/s2则:(结果保留两位有效数字)

1)在纸带上打下记数点5时的速度v=_________m/s

2)在计数点0到计数点5过程中系统动能的增量△EK=_________J,系统势能的减少量△EP=_________J

3)实验结论:______________

 

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在大型物流货场,广泛的应用着传送带搬运货物。如图甲所示,与水平面倾斜的传送带以恒定速率运动,皮带始终是绷紧的,将m=1kg的货物放在传送带上的A处,经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示,已知重力加速度g=10m/s2。由vt图可知(  )

A.货物与传送带的摩擦因数为0.5

B.AB两点的距离为2.4m

C.货物从A运动到B过程中,传送带对货物做功为-11.2J

D.货物从A运动到B过程中,货物与传送带摩擦产生的热量为19.2J

 

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