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如图,在真空室内的P点,能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q,质量为m的粒子(...

如图,在真空室内的P点,能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q,质量为m的粒子(不计重力),粒子的速率都相同.abP点附近的一条水平直线,P到直线ab的距离PC=L,Q为直线ab上一点,它与P点相距PQ=L.当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时,水平向左射出的粒子恰到达Q点;当ab以上区域只存在平行该平面的匀强电场时,所有粒子都能到达ab直线,且它们到达ab直线时动能都相等,其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)a粒子的发射速率

(2)匀强电场的场强大小和方向

(3)仅有磁场时,能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值

 

(1)粒子发射速度为 (2)电场强度的大小为 (3)粒子到达直线ab所用最长时间和最短时间的比值 【解析】 (1)设粒子做匀速圆周运动的半径R,过O作PQ的垂线交PQ于A点,如图三所示: 由几何知识可得 代入数据可得粒子轨迹半径 洛仑磁力提供向心力 解得粒子发射速度为 (2)真空室只加匀强电场时,由粒子到达直线的动能相等,可知为等势面,电场方向垂直向下. 水平向左射出的粒子经时间t到达Q点,在这段时间内 式中 解得电场强度的大小为 (3)只有磁场时,粒子以O1为圆心沿圆弧PD运动,当圆弧和直线相切于D点时,粒子速度的偏转角最大,对应的运动时间最长,如图四所示.据图有 解得 故最大偏转角 粒子在磁场中运动最大时长 式中T为粒子在磁场中运动的周期. 粒子以O2为圆心沿圆弧PC运动的速度偏转角最小,对应的运动时间最短.据图四有 解得 速度偏转角最小为 故最短时长 因此,粒子到达直线ab所用最长时间和最短时间的比值
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考点分析:
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如图所示,地面和半圆轨道面均光滑.质量M=1kg、长L=4m的小车放在地面上,其右端与墙壁的距离为S=3m,小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平.现有一质量m=2kg的滑块(不计大小)以v0=6m/s的初速度滑上小车左端,带动小车向右运动.小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上,已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数μ=0.2g10m/s2

1)求小车与墙壁碰撞时的速度;

2)要滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道,求半圆轨道的半径R的取值.

 

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如图所示,一个绝热的气缸竖直放置,内有一个绝热且光滑的活塞,中间有一个固定的导热性良好的隔板,隔板将气缸分成两部分,分别密封着两部分理想气体 A B.活塞的质量为m,横截面积为S,与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体,当A气体吸收热量Q时,活塞上升了h,此时气体的温度为T1.已知大气压强为P0,重力加速度为g

加热过程中,若A气体内能增加了1,求B气体内能增加量2

现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T2.求此时添加砂粒的总质量

 

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有两列简谐横波ab在同一介质中传播,a沿x轴正方向传播,b沿x轴负方向传播,波速均为υ=4m/sa的振幅为5cmb的振幅为10cm。在t=0时刻两列波的图像如图所示。求:

(i)这两列波的周期;

(ii)x=0处的质点在t=2.25s时的位移。

 

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某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后,得知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度B的大小与长直导线中的电流大小I成正比,与该点离长直导线的距离r成反比。该小组欲利用如图甲所示的 实验装置验证此结论是否正确,所用的器材有:长直导线、学生电源、直流电流表(量程为0~3A)、滑动变 阻器、小磁针(置于刻有360°刻度的盘面上)、开关及导线若干:

实验步骤如下:

a.将小磁针放置在水平桌面上,等小磁针静止后,在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直 导线,如图甲所示;

b.该小组测出多组小磁针与通电长直导线间的竖直距离 r、长直导线中电流的大小I及小磁针的偏转 角度θ

c.根据测量结果进行分析,得出结论。 回答下列问题:

(1)某次测量时,电路中电流表的示数如图乙所示,则该电流表的读数为______A

(2)在某次测量中,该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为30°(如图丙所示),已知实验所在处的地磁场水平分量大小为B0=3×105T,则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度B的大小为_______T(结果保留两位小数);

(3)该小组通过对所测数据的分析,作出了小磁针偏转角度的正切值tanθ之间的图像如图丁所示,据此得出了通电长直导线周围磁场的磁感应强度B与通电电流I成正比,与离长直导线的距离r成反比的结论, 其依据是______

(4)通过查找资料,该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度B与电流I及距离r之间的数学关系为,其中为介质的磁导率。根据题给数据和测量结果,可计算出=_______

 

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如图是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置,曲面AB与水平面相切于B点且固定.带有遮光条的小物块自曲面上面某一点释放后沿水平面滑行最终停在C点,P为光电计时器的光电门,已知当地重力加速度为g.

(1)利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图所示,则遮光条的宽度d=______cm;

(2)实验中除了测定遮光条的宽度外,还需要测量的物理量有_____

A.小物块质量m                        

B.遮光条通过光电门的时间t

C.光电门到C点的距离s                

D.小物块释放点的高度h

(3)为了减小实验误差,同学们采用图象法来处理实验数据,他们根据(2)测量的物理量,建立图丙所示的坐标系来寻找关系,其中合理的是_____

 

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