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如图所示,左侧平行极板间有水平方向的匀强电场,右侧绝缘光滑圆环内有垂直纸面向外的...

    如图所示,左侧平行极板间有水平方向的匀强电场,右侧绝缘光滑圆环内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,圆环的圆心为O,半径为R,现将质量为m、带电量大小为q的带正电的粒子(粒子重力忽略不计),从a点由静止经电场加速后从小入口c沿圆环直径射入磁场区域.在圆心O的正上方圆环还有一个小出口b.己知粒子和圆环的碰撞过程没有动能和电荷量损失,BRmq均为已知量.

(1)两极板间电压为U,请求出带电粒子在磁场中的运动半径r

(2)两极板间电压U可取任意值,如果带电粒子能从出口b射出,则存在一个粒子从入口c射入,从出口b射出的最短时间,求这个最短时间;

(3)两极板间电压U取某些值时,粒子不经过圆环内的阴影bOc扇形区域就能从b出口射出,求两极板间所加电压U取的可能值.

 

(1);(2);(3) 【解析】 (1)粒子在电场中加速,由动能定理:qU=mv2 粒子在磁场中做错匀速圆周运动,洛仑兹力提供向心力: 由以上两式可得: (2)经分析可知:粒子与圆环碰撞一次后从出口b射出,对应的粒子在磁场中运动的时间最短,运动轨迹如图所示. 由几何关系得: 而 则最短时间 (3)设粒子在非阴影区与圆环碰撞n次后从出口b射出,每段圆弧所对圆心角θ,经分析由几何关系得: ; 由(1)问的结论及以上两式可得: ,(n=1,2,3…)
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倾角 的斜面与水平面如图所示平滑相接,AB两完全相同的物块静置于斜面上,两物块相距s14mB距斜面底端P点的距离s23m,物块与斜面及水平面的动摩擦因数均为μ0.5。现由静止释放物块A1s再释放物块B。设AB碰撞的时间极短,碰后就粘连在一起运动。取sin37°0.6cos37°0.8g10m/s2,试求:

(1)B物块释放后多长时间,AB两物块发生碰撞;

(2)AB最后停在距斜面底端P点多远处。

 

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小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。A为装有挡光片的钩码,总质量为M,挡光片的挡光宽度为b,轻绳一端与A相连,另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为mm<M)的重物B相连。他的做法是:先用力拉住B,保持AB静止,测出A的挡光片上端到光电门的距离h;然后由静止释放BA下落过程中经过光电门,光电门可测出挡光片的挡光时间t,算出挡光片经过光电门的平均速度,将其视为A下落hhb)时的速度,重力加速度为g

(1)A从静止开始下落h的过程中,验证以AB、地球所组成的系统机械能守恒的表达式为______(用题目所给物理量的符号表示);

(2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值Δv,因而系统减少的重力势能______系统增加的动能(选填大于小于);

(3)为减小上述Δv对结果的影响,小明同学想到了以下一些做法,其中可行的是______

A.减小挡光片上到光电门的距离h

B.增大挡光片的挡光宽度b

C.适当减小挡光片的挡光宽度b

(4)若采用本装置测量当地的重力加速度g,则测量值________真实值(选填大于”“等于小于)。

 

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某研究小组要测量电压表V1的内阻r1,要求方法简洁,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据,现提供如下器材:

A.电压表(V1):量程3V,内阻r1待测(约2000Ω

B.电压表(V2):量程6V,内阻r24000Ω

C.电流表(A1):量程0.6A,内阻r4约为0.05Ω

D.滑动变阻器(R0):总电阻约50Ω

E.电源(E):电动势15V,内阻很小

F.电键(S)、导线若干

(1)请从所给器材中选出适当的器材,设计电路,在答题纸上相应位置画出电路图,标明所用器材的符号______

(2)根据所设计的电路图,写出待测电压表V1的内阻r1的表达式,即:r1______

 

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如图所示,绝缘轻弹簧的上端固定在天花板上的O点,下端系一质量为m、电荷量为q的带正电小球,小球套在O点正下方的水平光滑绝缘杆上,整个装置处于电场强度大小为E,方向沿杆向右的匀强电场中,现将小球从A点由静止释放,运动到B点时与其在A点时的弹簧弹力大小相等,OA=OB,在小球从A点运动到B点的过程中,下列判断正确的是(  )

A.小球到达B点时的速度为零

B.小球的电势能一直减小

C.小球的加速度大小为的位置有2

D.弹簧弹力对小球做功的瞬时功率为零的位置有4

 

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如图所示,甲为理想自耦变压器,AP分别是可以滑动的触头.变压器输入图乙所示的交流电压,则

A. 通过滑动变阻器的交变电流的频率为50Hz

B. 滑动变阻器两端的电压等于220V

C. 触头A向下滑动时,滑动变阻器消耗功率变大

D. 触头P向下滑动时,滑动变阻器消耗功率变小

 

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