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如图所示,在xOy平面的第一、第四象限有方向垂直于纸面向里的匀强磁场;在第二象限...

如图所示,在xOy平面的第一、第四象限有方向垂直于纸面向里的匀强磁场;在第二象限有一匀强电场,电场强度的方向沿y轴负方向。原点O处有一粒子源,可在xOy平面内向y轴右侧各个方向连续发射大量速度大小在之间,质量为m,电荷量为+q的同种粒子。在y轴正半轴垂直于xOy平面放置着一块足够长的薄板,薄板上有粒子轰击的区域的长度为L0.已知电场强度的大小为,不考虑粒子间的相互作用,不计粒子的重力。

(1)求匀强磁场磁感应强度的大小B

(2)在薄板上处开一个小孔,粒子源发射的部分粒子穿过小孔进入左侧电场区域,求粒子经过x轴负半轴的最远点的横坐标;

(3)若仅向第四象限各个方向发射粒子:t=0时,粒子初速度为v0,随着时间推移,发射的粒子初速度逐渐减小,变为时,就不再发射。不考虑粒了之间可能的碰撞,若使发射的粒了同时到达薄板上处的小孔,求t时刻从粒子源发射的粒子初速度大小v(t)的表达式。

 

(1);(2);(3) 【解析】 (1)速度为的粒子沿轴正向发射,打在薄板的最远处,设粒子运动半径为,根据洛伦兹力提供向心力则有 根据题意 联立解得 (2)如图(a)所示,速度为的粒子与轴正向成夹角射出,恰好穿过小孔,设其半径为,由半径公式可得 由几何知识 粒了在小孔时水平速度 整理可得 说明能进入电场的粒子水平方向具有相同的分速度。 粒了在电场中运动时,水平方向匀速运动,则有 当时,由解得 此时竖直方向分速度最大,运动时间最长时,水平位移最大。粒子在电场中,竖直方向做匀变速直线运动,设运动时间为t,以向上为正方向 联立解得 (3)粒子向第四象限射入磁场,运动轨迹如图所示。所有粒子运动周期相同,周期均为 代入数值可得 对以速度射入的粒子,则有 粒了运动时间 零时刻以射入粒子,最小,运动时间最长,解得其在磁场中运动时间 对t时刻射入的粒子,要同时到达小孔,需满足 联立解得  
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滑板运动是一项惊险刺激的运动。某滑板运动员在一次表演时的部分赛道如图所示,光滑弧形赛道AB和光滑水平赛道BCB点平滑连接,滑板ab的质量均为m=5kg,运动员质量为M=55kg,平台AD高度h3.2m。表演开始,运动员先让滑板aA点由静止沿赛道AB滑下,t1=0.1s后运动员再站在滑板b上保持固定的姿势与滑板b一起从A点静止下滑,滑上水平赛道BC后,运动员用力从滑板b上跳出,在空中运动t2=0.4s(水平方向是匀速运动,不考虑竖直方向的运动)后落到同方向运动的滑板a上。与滑板a保持相对静止,取g=10m/s²。求:

(1)求滑板a运动到B点的速度;

(2)运动员跳离滑板b时滑板b的速度。

 

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某实验小组利用如题图甲所示的装置探究功和动能变化的关系,他们将宽度为d的挡光片固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连,在水平桌面上的AB两点各安装一个光电门,记录小车通过AB时的遮光时间,小车中可以放置砝码。

(1)实验主要步骤如下:

①将木板略微倾斜以平衡摩擦力,使得细线拉力做的功为合力对小车做的功。

②将小车停在C点,在砝码盘中放上砝码,小车在细线拉动下运动,记录此时小车(包含小车、小车中砝码和挡光片)的质量为M,砝码盘和盘中砝码的总质量为m,小车通过AB时的遮光时间分别为t1t2,则小车通过AB过程中的动能变化量ΔE=__________(用字母Mt1t2d表示)。

③在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码,重复②的操作。

④用游标卡尺测量挡光片的宽度d

(2)下表是他们测得的多组数据,其中M是小车的质量,两个速度的平方差,可以据此计算出动能变化量ΔE,取绳上拉力F大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力,WFAB间所做的功。表格中ΔE5________W3_______(结果保留三位有效数字)

次数

M/kg

/(m/s)2

ΔE/J

F/N

W/J

1

1000

0380

0190

0400

0200

2

1000

0826

0413

0840

0420

3

1000

0996

0.498

1010

W3

4

2000

120

120

2420

121

5

2000

142

E5

2860

143

 

3)若在本实验中没有平衡摩擦力,小车与水平长木板之间的动摩擦因数为。利用上面的实验器材完成如下操作:保证小车质量不变,改变砝码盘中砝码的数量(取绳上拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力),测得多组mt1t2的数据,并得到m的关系图像,如图乙所示。已知图像在纵轴上的截距为b,直线PQ的斜率为kAB两点的距离为s,挡光片的宽度为d,则=_______(用字母bdskg表示)

 

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图为某同学改装电表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。

(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω,满偏电流为1mAR1R2为阻值固定的电阻。若使用ab两个接线柱电表量程为3mA;若使用ac两个接线柱,电表量程为9mA。由题给条件和数据,可以求出R1________ΩR2_________Ω

(2)现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5mA1.0mA1.5mA2.0mA2.5mA3.0mA。电池的电动势为1.5V,内阻忽略不计;定值电阻R0300Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750Ω3000Ω。则R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器。

 

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在如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为rA为理想电流表,D为理想二极管,L为阻值恒定的小灯泡,R0为光敏电阻,电容器两极板水平放置。闭合开关S,在电容器中的Q点处有一带电液滴恰好处于静止状态。已知光敏电阻R0的阻值随光照强度的增大而减小,则下列说法正确的是(  )

A.若将滑片P上移,则小灯泡L变亮,液滴将继续保持静止

B.若光照强度增大,则电流表A的读数减小,液滴将继续保持静止

C.若将电容器上极板上移,则小灯泡L的亮度不变,液滴将继续保持静止

D.若将电容器下极板下移,则液滴在Q点的电势能一定减小

 

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某载人宇宙飞船绕地球做圆周运动的周期为T,如图。由于地球遮挡,宇航员发现绕地球运动一圈经历日全食的时间为,已知地球的半径为R,引力常量为G,地球自转周期为T0,太阳光可看作平行光,则(  )

A.宇宙飞船离地球表面的高度为2R

B.一天内宇航员经历日全食的次数为

C.飞船中宇航员处于完全失重状态

D.地球的平均密度为

 

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