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在电子技术中,科研人员经常通过在适当的区域施加磁场或电场束控制带电粒子的运动。如...

在电子技术中,科研人员经常通过在适当的区域施加磁场或电场束控制带电粒子的运动。如图所示,位于M板处的粒子源不断产生质量为m、电荷量为q的粒子,粒子经小孔S1不断飘入电压为U的加速电场,其初速度可视为零;然后经过小孔S2射出后沿x轴方向从坐标原点O垂直于磁场方向进入x轴上方(含x轴正半轴)的有界匀强磁场控制区,磁场的磁感应强度为B。粒子发生270°偏转后离开磁场竖直向下打在水平放置的荧光屏上,已知N板到y轴、荧光屏到x轴的距离均为L,不考虑粒了重力及粒子间的相互作用。

l)求粒子在磁场中运动半径的大小;

2)求粒子从N板射出到打在荧光屏上所需的时间;

3)实际上加速电压的大小会在U±范围内微小变化,粒子以不同的速度进入磁场控制区域,均能发生270°偏转竖直打在荧光屏上,求有界磁场区域的最小面积S

 

(1),(2),(3)。 【解析】 (1)粒子在加速电场中加速: 粒子进入磁场,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律: 解得:; (2)粒子射出到坐标原点的时间: 粒子在磁场中运动的时间: 离开磁场到达荧光屏的时间: 粒子运动的总时间: ; (3)粒子在电场中加速,根据: 速率最小值: 速率最大值: 粒子进入磁场后做轨迹为圆周的运动,根据: 最大速率对应的半径: 最小速率对应的半径: 如图两圆弧之前的阴影部分即为所加磁场区域的最小面积: 根据几何知识: 。  
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考点分析:
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如图所示,足够长的U形导体框架的宽度l=0.5m,电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量m=0.2kg,有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上,导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5,导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动,通过导体棒截面的电量共为Q=2C.求:

(1)导体棒匀速运动的速度;

(2)导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中,导体棒的电阻产生的焦耳热.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10m/s2

 

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如图所示,水平地面上有两个静止的物块ABAB的质量分别为m12kgm21kg,它们与地面间的动摩擦因数均为μ0.5。现对物块A施加一大小I40N·s,水平向右的瞬时冲量,使物块A获得一个初速度,t1s后与物块B发生弹性碰撞,且碰撞时间很短,AB两物块均可视为质点,重力加速度g10m/s2

(1)AB碰撞前瞬间,A的速度大小;

(2)若物块B的正前方20m处有一危险区域,请通过计算判断碰撞后AB是否会到达危验区域。

 

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兴趣小组为了测量某电阻Rx的阻值(约为30Ω),实验室可供选择的器材有:

电流表A1(量程0~50mA,内阻约

电流表A2(量程0~3A,内阻约为0.12Ω

电流表V1(量程0~3V,内阻很大)

电流表V2(量程0~15V,内阻很大)

电源E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω

定值电阻R20Ω,允许最大电流1.0A

滑动变阻器R10~10Ω

单刀单掷开关S一个

导线若干

根据以上器材设计电路,要求尽可能减小测量误差,测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电流表读数有明显变化。

(1)电流表应选________,电压表应选_______。(填写器材符号)

(2)请在答题纸的方框内画出测量电阻Rx的实验电路图,并在电路图中标注所用元件对应的符号。_______

(3)若电压表示数为U,电流表示数为I,则待测电阻Rx的表达式为Rx=_________

 

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图甲是研究平抛物体的运动的实验装置图

1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线______,每次让小球从同一位置由静止释放,是为了使每次小球平抛的______相同。

2)图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为______m/s。(g9.8m/s2

3)在研究平抛物体运动的实验中,如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同,则下列说法中正确的是______

A.小球平抛的初速度相同

B.小球每次做不同的抛物线运动

C.小球在空中运动的时间均相同

D.小球通过相同的水平位移所用时间相同

 

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图甲是光电效应的实验装置图,图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象,下列说法正确的是

A.由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大

B.由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说,其遏止电压只由入射光的频率决定

C.只要增大电压,光电流就会一直增大

D.不论哪种颜色的入射光,只要光足够强,就能发生光电效应

 

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