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在直角坐标系xoy中,x轴上方空间分布着竖直向上的匀强电场,场强大小为。在第一象...

在直角坐标系xoy中,x轴上方空间分布着竖直向上的匀强电场,场强大小为。在第一象限(包括xy轴的正方向)存在垂直坐标平面的周期性变化的磁场,磁感应强度的大小,变化规律如图所示,规定垂直坐标平面向外为磁场正方向。一带量为+q、质量为m的小球P被锁定在坐标原点,带电小球可视为质点。t=0时刻解除对P球的锁定,1s末带电小球P运动到y轴上的A点。此后匀强电场方向不变,大小变为原来的一半。已知重力加速度为10m/s2,求:

(1)小球P运动到A点时的速度大小和位移大小;

(2)定性画出小球P运动的轨迹(至少在磁场中两个周期)并求出小球进入磁场后的运动周期;

(3)若周期性变化的磁场仅存在于某矩形区域内,区域左边界与y轴重合,下边界与过A点平行于x轴的直线重合。为保证带电小球离开磁场时的速度方向沿y轴正方向,则矩形磁场区域的水平及竖直边长应同时满足什么条件?

 

(1),;(2),6s;(3), 【解析】 (1)根据牛顿第二定律和运动学公式得 代入数据解得, (2)根据题意,画出其运动轨迹,如图所示 1s末小球进入磁场后,由于小球所受重力和电场力平衡,小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律可得 圆周运动周期 由B-t图象可知,小球在1-2s顺时针旋转四分之一圆周,接下来2-3s做匀速直线运动,3-5s逆时针旋转半个圆周,5-6s做匀速直线运动,6-7s顺时针旋转四分之一圆周,完成一次周期性运动。即带电小球在复合场中运动的周期T=6s (3)带电小球1s内做匀速直线运动的位移 要使带电小球沿y轴正方向离开磁场需满足 根据洛伦兹力提供向心力,则有 解得 ,  
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考点分析:
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如图所示,某小型滑雪场的雪道倾角为,已知AB=BC=L,其中BC部分粗糙,其余部分光滑。现把滑雪车PQ固定在雪道上,两车质量均为m且可看作质点,滑雪车P恰在A点。滑雪车P上固定一长为L的轻杆,轻杆与雪道平行,左端与滑雪车Q接触但不粘连。现同时由静止释放两滑雪车,已知滑雪车与BC段的动摩擦因数为,重力加速度为g。求:

(1)滑雪车P刚进入BC段时,轻杆所受的压力多大?

(2)滑雪车Q刚离开BC段时,滑雪车PQ之间的距离为多少?

 

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某实验小组欲测量一电压表V的内阻(约为30kΩ),已知电压表量程约25V~35V,表盘共有30个均匀小格。

(1)首先该小组用电阻刻度中间值为30的多用表粗测该表的内阻。

请你用实线连接两表笔和电压表接线柱________

在实验过程中,欧姆档的选择开关拨至倍率______选填:(×1档、×10档、×100档或×1K)

(2)若在实验过程中测得该电压表内阻为RV=30kΩ,为了精确校对电压表的量程,要求测量多组数据,现有下列器材

可供选用:标准电压表V1(量程3V,内阻RV1=3kΩ);电流表A(量程0~3A,内阻未知);稳压电源E(30V,内阻不能忽略);电键、导线若干。

已给出部分实验电路,请你用实线替代导线完成实验电路:_____________

实验电路连接正确,请用各测量值和已知量表示电压表的量程的表达式U=___;式中各测量值的含义是:__________________________________

 

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某同学利用如图所示实验装置探究橡皮筋做功与速度变化的关系。他进行了如下操作:将长木板放在水平桌面上,调节一端高度,平衡小车及纸带的摩擦力并固定长木板;把橡皮筋一端固定在墙上,另一端系在小车上,将橡皮筋拉长d。由静纸带打点计时小车橡皮筋止释放小车,带动穿过打点计时器的纸带沿长木板运动,得到一条纸带。增加橡皮筋的条数,重复上述操作,长木板得到多条纸带。打点计时器电源的频率为50Hz

(1)本实验中,该同学应怎样判断长木板及纸带的摩擦力已经被平衡:_______________________

(2)实验时得到一条纸带,如图所示。此次操作中应选择的速度大小为___m/s(结果保留三位有效数字)

(3)该同学由多次实验数据做出Wv2图象如图所示,则橡皮筋弹力做功与速度平方变化的关系为_____________________________________

 

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将两点电荷分别固定在x轴上的AB两点,其坐标分别为(-40)(20)B处点电荷带电量绝对值为Q,两点电荷连线上各点电势x变化的关系如图所示,其中x=0处电势最高,x轴上MN两点的坐标分别为(-10)(10),静电力常量为k,则下列说法正确的是(  )

A.两点电荷一定为异种电荷

B.M点的电场强度大于N点的电场强度

C.M点电场强度大小为

D.正的试探电荷由M点运动到N点的过程,电势能先增大后减小

 

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两电阻不计的光滑金属导轨固定在竖直平面内,导轨足够长且间距为l。两质量均为m、电阻均为R的导体棒MN位于边界水平的匀强磁场上方,距磁场的上边界有一定高度,磁场竖直方向宽度为导体距水平边界高度的3倍,磁场大小为B,方向垂直导轨所在平面,如图所示。先由静止释放导体棒MM进入磁场恰好匀速运动,此时再由静止释放导体棒N,两导体棒始终水平且与导轨保持良好接触。重力加速度取g,则下列说法正确的是(  )

A.释放前导体棒MN距磁场上边界的高度为

B.导体棒M离开磁场时的速度

C.导体棒MN均进入磁场后,两棒间距离减小

D.两导体棒各自离开磁场时导体棒N的速度较小

 

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