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如图所示,圆心为O、半径为r的圆形区域内、外分别存在磁场方向垂直纸面向内和向外的...

如图所示,圆心为O、半径为r的圆形区域内、外分别存在磁场方向垂直纸面向内和向外的匀强磁场,外部磁场的磁感应强度大小为B0P是圆外一点,OP2r。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点在纸面内垂直于OP射出,第一次从A(图中未画出)沿圆的半径方向射入圆内后从Q(POQ三点共线)沿PQ方向射出圆形区域。不计粒子重力,0.60.8。求:

(1)粒子在圆外部磁场和内部磁场做圆周运动的轨道半径;

(2)圆内磁场的磁感应强度大小;

(3)粒子从第一次射入圆内到第二次射入圆内所经过的时间。

 

(1) R2=3r (2) B内= (3) 【解析】 (1)设粒子在圆外和圆内磁场中运动的轨道半径分别为R1、R2,由几何关系可知: r2+R12=(2r-R1)2 解得 R1= 三角形O1AO与三角形O1QO2相似,则 即 解得: R2=3r (2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,则有 Bqv= 即 B= B0= B内= 解得 B内= (3)由几何关系知: tan∠O1OA= 解得: ∠O1OA=37° 同理可知 ∠QOC=2∠O1OA=74° 粒子在磁场中做圆周运动的周期 T= 可得: T= 所以粒子从A运动到Q的时间: t1= 粒子从Q运动到C的时间: t2= t=t1+t2=  
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考点分析:
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一质点A做简谐运动,某时刻开始计时,其位移和时间关系如图甲所示。由于A质点振动形成的简谐横波沿x正方向传播,在波的传播方向所在的直线上有一质点B,它距A的距离为0.3m,如图乙所示。在波动过程中,开始计时时B质点正经过平衡位置向下运动,求

(1)从开始计时,t=0.25×102s时质点A的位移;

(2)t=0t=8.5×102s时间内,质点A的路程、位移;

(3)该简谐横波在介质传播的速度。

 

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热气球为了便于调节运动状态,需要携带压舱物,某热气球科学考察结束后正以大小为的速度匀速下降,热气球的总质量为M,当热气球离地某一高度时,释放质量为M的压舱物,结果热气球到达地面时的速度恰好为零,整个过程中空气对热气球作用力不变,忽略空气对压舱物的阻力,重力加速度为g,求:

1)释放压舱物时气球离地的高度h;

2)热气球与压舱物到达地面的时间差.

 

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某学校在为准备学生实验测量电阻丝的电阻率实验时购进了多卷表面有很薄绝缘层的合金丝,一研究性学习小组同学想通过自己设计的实验来测算金属合金丝的电阻率和长度。

(1)小组某同学先截取了一小段合金丝,然后通过实验测定合金丝的电阻率,根据老师给提供的器材,他连成了如图甲所示的实验实物图∶该实验连接图中电流表采用的是_______(填内接外接),滑动变阻器采用的是______(填分压式限流式);实验时测得合金丝的长度为0.300m,在测金属合金丝直径时,螺旋测微器的测量结果如图乙所示,则金属合金丝的直径为_____mm

(2)实验过程中电压表V与电流表A的测量结果已经在图丙中的UI图像中描出,由UI图像可得,合金丝的电阻为_______Ω;由电阻定律可计算出合金丝的电阻率为_____________Ω·m(保留三位有效数字)。

(3)小组另一同学用多用电表测整卷金属合金丝的电阻,操作过程分以下三个步骤∶

①将红黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔∶选择电阻挡“×100”

②然后将两表笔短接,调整欧姆调零旋钮进行欧姆调零;

③把红黑表笔分别与合金丝的两端相接,多用电表的示数如图丁所示,该合金丝的电阻约为____Ω

(4)根据多用电表测得的合金丝电阻值,不计合金丝绝缘层的厚度,可估算出合金丝的长度约_____m。(结果保留整数)

 

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某同学将力传感器固定在车上用于探究加速度与力、质量之间的关系,如图甲、乙所示。

1)下列说法正确的是_____

A.需要用天平测出传感器的质量           B.需要用到低压交流电源

C.实验时不需要平衡摩擦力

D.若实验中砂桶和砂子的总质量过大,作出的a-F图象可能会发生弯曲

2)下列实验中用到与该实验相同研究方法的有_____

A.探究单摆周期的影响因素     B.探究求合力的方法

C.探究做功与速度的变化关系   D.探究导体电阻与其影响因素的关系

3)图丙是某同学通过实验得到的一条纸带(交流电频率为50Hz),他在纸带上取ABCDEFG7个计数点(每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出),将毫米刻度尺放在纸带上。根据图可知,打下F点时小车的速度为_____m/s。小车的加速度为______ms2。(计算结果均保留两位有效数字)

 

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为了研究某种透明新材料的光学性质,将其压制成半圆柱形,如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成θ角射人。CD为光学传感器,可以探测光的强度。从AB面反射回来的光强随角θ变化的情况如图乙所示。现在将这种新材料制成的一根光导纤维束弯成半圆形,暴露于空气中(假设空气中的折射率与真空相同),设半圆形外半径为R,光导纤维束的半径为r。则下列说法正确的是

A.该新材料的折射率n> 1

B.该新材料的折射率n<1

C.图甲中若减小入射角θ,则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小

D.用同种激光垂直于光导纤维束端面EF射入,如图丙。若该束激光不从光导纤维束侧面外泄,则弯成的半圆形半径R与纤维束半径r应满足的关系为

 

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