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如图,在xOy平而内,x=0与x=3L两直线之间存在两匀强磁场,磁感应强度大小相...

如图,在xOy平而内,x=0x=3L两直线之间存在两匀强磁场,磁感应强度大小相同,方向均垂直于xOy平面,x轴为两磁场的分界线;在第I象限内存在沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场。一质量为m、电荷量为qq>0)的粒子从x轴上的A点以某一初速度射入电场,一段时间后,该粒子运动到y轴上的P0)点,以速度v0垂直于y轴方向进入磁场。不计粒子的重力。

1)求A点的坐标;

2)若粒子能从磁场右边界离开,求磁感应强度的取值范围;

3)若粒子能从O'3L0)点离开,求磁感应强度的可能取值。

 

(1)(,0);(2);(3)B可能的取值为,, 【解析】 (1)粒子由A点到P点的运动可看成由P点到A点做类平抛运动,设运动时间为t,加速度大小为a,有 xA=v0t ① qE=ma ② ③ 由①②③得 ④ A点的坐标为(,0)⑤ (2)只要粒子不会从左边界离开,粒子就能到达右边界,设B的最大值为Bm,最小轨迹半径为R0,轨迹如答图a,图示的夹角为θ,则 根据几何关系有 2R0cosθ=R0⑥ R0sinθ+R0=⑦ 在磁场中由洛伦兹力提供向心力,则有 ⑧ 由⑥⑦⑧得 ⑨ 即磁感应强度的取值范围为 ⑩ (3)设粒子到达O′点的过程中,经过x轴n次,一次到达x轴的位置与坐标原点O的距离为xn,如答图b, 若粒子在第一次到达x轴的轨迹圆心角大于90°,即当时粒子将不可能到达O′点,故xn需要满足 ⑪ 且 (2n-1)xn=3L⑫ 故n只能取1、2、3(如答图c) 即x可能的取值为3L,L,⑬ 又轨迹半径Rn满足 ⑭ 在磁场中由洛伦兹力提供向心力,则有 ⑮ 由⑪⑫⑬⑭⑮得B可能取值为,,⑯  
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24届冬奥会将于2022年在北京举行,冰壶是比赛项目之一。如图甲,蓝壶静止在大本营圆心O处,红壶推出后经过P点沿直线向蓝壶滑去,滑行一段距离后,队员在红壶前方开始。不断刷冰,直至两壶发生正碰为止。已知,红壶经过P点时速度v0=3.25m/sPO两点相距L=27m,大本营半径R=1.83m,从红壶进人刷冰区域后某时刻开始,两壶正碰前后的v-t图线如图乙所示。假设在未刷冰区域内两壶与冰面间的动摩擦因数恒定且相同,红壶进入刷冰区域内与冰面间的动摩擦因数变小且恒定,两壶质量相等且均视为质点。

1)试计算说明碰后蓝壶是否会滑出大本营;

2)求在刷冰区域内红壶滑行的距离s

 

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某同学制作了一个可用电流表直接显示拉力大小的拉力器,原理如图。R1是一根长20cm、阻值20Ω的均匀电阻丝,劲度系数为1.0×103N/m的轻弹簧左端固定,右端连接金属滑片P和拉环,拉环不受拉力时,滑片P恰好处于a端。闭合S,在弹簧弹性限度内,对拉环施加水平拉力,使滑片P滑到b端,调节阻箱电R使电流表恰好满偏。已知电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,电流表的量程为0~0.6A,内阻不计,PR1接触良好且不计摩擦。

1)电阻箱R0接入电路的阻值为_______Ω

2)电流表的刻度标示为拉力值时,拉力刻度值的分布是________(填“均匀”或“不均匀”)的;

3)电流表刻度值为0.50A处拉力的示数为______N

4)要通过线性图象直观反映电流表示数I与拉力F的关系,可作_______图象;

A.I-F      B.     C.     D.

5)若电流表的内阻不可忽略,则(4)问中正确选择的图象斜率______(填变大”“变小不变")。

 

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图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置,轨道由斜槽和水平槽组成,AB两小球大小相同,质量mA=20.0gmB=10.0g。实验步骤如下:

a.固定轨道,使水平槽末端的切线水平,将记录纸铺在水平地面上,并记下水平槽末端重垂线所指的位置O

b.A球从斜槽C处由静止释放,落到记录纸上留下痕迹,重复操作多次;

c.B球放在水平槽末端,A球仍从C处静止释放后与B球正碰,AB分别落到记录纸上,留下各自的痕迹,重复操作多次;

d.确定三个落点各自的平均位置PMN,用刻度尺测出它们到O点的距离分别为xOPxOMxON

1)确定PMN三点时,可用圆规画一个尽可能小的圆,把所有有效落点圈在里面,圆心即为落点的平均位置,这样做可以减小_______(填“系统”或“偶然”)误差;

2)如图乙,xOMxOP读数分别为10.20cm30.65cmxON读数为________cm

3)数据处理时,小球离开水平槽末端的速度大小可用水平射程x表示,由小球质量及(2)中数据可算出碰前系统总的mx值是________kgm(保留3位有效数字),把该值与系统碰撞后的值进行比较,就可验证动量是否守恒。

 

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如图,水平面内固定有两根平行的粗糙长直金属导轨,两根相同的导体棒ABCD置于导轨上并与导轨垂直,整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。从t=0时开始,对AB棒施加一与导轨平行的水平外力F,使AB棒从静止开始向右做加速度大小为a0的匀加速直线运动。导轨电阻不计,两棒均与导轨接触良好,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。下列关于CD棒的速度v、加速度a、安培力F和外力F随时间t变化的关系图线可能正确的是(  )

A. B. C. D.

 

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我国探月工程分“绕、落、回”三步走,近期将发射“嫦娥五号”探测器执行月面采样返回任务。图为探测器绕月运行的示意图,O为月球球心。已知环月圆轨道I和椭圆轨道II相切于P点,且I轨道半径为II轨道半长轴的1.25倍。则探测器分别在III两轨道上稳定运行时(  )

A.周期T1:T2=5:4

B.机械能EI=EII

C.经过P点的速度vI>vII

D.经过P点的加速度aI=aII

 

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