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在空间建立直角坐标系xoy,以坐标原点O为圆心作两个半径分别为r和R的同心圆,小...

在空间建立直角坐标系xoy,以坐标原点O为圆心作两个半径分别为rR的同心圆,小圆与两坐标轴分别交于MP、两点,Q也是小圆上的一点;两圆将空间分隔成三个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。在区域Ⅰ内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,区域Ⅱ内也存在垂直于坐标平面的匀强磁场,区域Ⅲ内没有磁场。一个不计重力、带电量为+q、质量为m的粒子从M点沿-y方向进入磁场,从P点进入区域Ⅱ,又从Q点再次回到区域Ⅰ。已知∠POQ60°,求:

1)求区域Ⅰ和区域Ⅱ内磁场的磁感应强度;

2)若要使粒子约束在磁场内,求大圆半径R的最小值;

3)粒子在磁场中运动的周期。

 

(1),垂直xoy平面向里;,垂直xoy平面向外;(2);(3) 【解析】 (1)设在区域Ⅰ内轨迹圆半径为r1=r 由牛顿第二定律得 则区域Ⅰ磁场的磁感应强度为 垂直纸面向里 设粒子在区域Ⅱ中的轨迹圆半径为r2,部分轨迹如图所示,由几何关系得 由牛顿第二定律得 所以 = 方向与B1相反,即垂直xoy平面向外 (2)由几何关系得 R=2r2+r2=3r2 即 R= (3)轨迹从M点到Q点对应圆心角θ=90°+60°=150°,要仍从M点沿y轴负方向射入,需满足:150n=360m,m、n属于自然数,即取最小整数m=5,n=12,其中区域Ⅰ做圆周运动周期 T1= 区域Ⅰ做圆周运动周期 T2= 粒子在磁场中运动的周期 T=12(T1+T2)=  
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考点分析:
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如图所示,两光滑金属导轨,间距d=2m,在桌面上的部分是水平的,处在磁感应强度B=1T、方向竖直向下的有界磁场中.电阻R=3Ω。桌面高H=0.8m,金属杆ab质量m=0.2kg,电阻r=1Ω,在导轨上距桌面h=0.2m的高处由静止释放,落地点距桌面左边缘的水平距离s=0.4mg=10m/s2。求:

1)金属杆刚进入磁场时,R上的电流大小;

2)整个过程中安培力所做的功;

3)磁场区域的宽度。

 

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如图所示,长为l的绝缘轻杆两端连接AB两小球,其质量分别为m1m2,带电量分别为-q+q。将小球B置于水平光滑绝缘轨道内并固定,整个个装置处于水平向右的匀强电场中,轻杆从图中竖直位置由静止释放,可绕小球B无摩擦转动,顺时针转过的最大角度为127°(sin37°=0.6cos37°=0.8)

1)求匀强电场的场强大小E

2)当轻杆转过90°时,求杆对A球的作用力的大小(不计AB球间的库仑力)

3)若解除固定,小球B在轨道内可自由移动,轻杆仍从图中竖直位置由静止释放,当轻杆转过90°时,求小球A的速度大小(水平轨道对轻杆和小球A的运动无影响)。

 

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一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下,竖直地浮在深水银槽中。管中封闭着两部分理想气体,气体1长为2d,气体2长为d,水银柱3的长度为d。玻璃管静止时,管的上端露出水银面的长度为d。现晃动玻璃管,管内气体无溢出,使管内水银柱与槽中水银结合后,玻璃管再次处于静止状态。已知玻璃管的横截面积为S,水银密度为p,大气压强为P0,重力加速度为g,求:

玻璃管的质量m

玻璃管再次静止时,管内气柱的长度l

 

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在测量一节干电池的电动势E和内阻r的实验中,小明设计了如图甲所示的实验电路.

(1)根据图甲实验电路,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接____

(2)实验开始前,应先将滑动变阻器的滑片P移至______(选填ab”)端.

(3)合上开关S1,S2接图甲中的1位置,改变滑动变阻器的阻值,记录下几组电压表示数和对应的电流表示数;S2改接图甲中的2位置,改变滑动变阻器的阻值,再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数.在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象,如图丙所示,两直线与纵轴的截距分别为UAUB,与横轴的截距分别为IAIB.

S21位置时,作出的UI图线是图丙中的________(选填AB”)线;

S21位置时,测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差,原因是________(选填电压电流”)的示数比干路电流________(选填”).

 

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电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。

1)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为______mm,如图乙所示,用游标卡尺测其长度为_____cm,如图丙所示,用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为_____Ω

2)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体R外,实验室还备有的。实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则电压表应选______,电流表应选_________,滑动变阻器应选_________。(均填器材前的字母代号)

A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ);

B.电压表V2(量程15V,内阻约为75kΩ);

C.电流表A1(量程06A,内阻约为);

D.电流表A2(量程3A,内阻约为0);

E.滑动变阻器R1(阻值范围0~5Ω10A);

F.滑动变阻器R2(阻值范围0~2000Ω01A);

G.直流电源E(电动势为3V,内阻不计)

H.开关S,导线若干。

 

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