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如图所示为一实验装置的剖面图,左侧为电压可以控制的加速电场。在加速电场右侧有相距...

如图所示为一实验装置的剖面图,左侧为电压可以控制的加速电场。在加速电场右侧有相距为d、长也为d的两平行金属板构成的区域,区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场的右边界与荧光屏P之间的距离为2d。荧光屏中点O与加速电极上两小孔S1S2位于两板的中轴线上。在中轴线正下方d位置有另一块荧光屏Q,两块荧光屏的宽度均为2d。现从S1连续注入质量为m、电荷量为+q且初速可视为零的粒子,经的加速电场后从小孔S2射出再经磁场偏转后,打到荧光屏Q上。不计带电粒子的重力与各粒子间的相互作用。求:

1)带电粒子打到荧光屏Q的具体位置;

2)若撤去两平行金属板间的磁场,加上平行纸面且垂直两金属板、电场强度为E0的匀强电场,判断能否使粒子打到荧光屏Q的同一点;

3)若撤去两平行金属板间的磁场,在ABD区域加上磁感强度大小和方向与两平行金属板间磁场皆相同的磁场,加速电压的数值可在区间中调节,粒子打在荧光屏Q上的距A的最远距离和荧光屏P上的分布区间。

 

(1)d;(2)不存在这样的电压值;(3)见解析 【解析】 (1)带电粒子在磁场中偏转,洛伦磁力提供向心力 , 通过计算判别该粒子恰好从下极板边缘射出,速度与水平方向夹角α满足 通过几何关系知打在荧光屏Q距离A点d (2)要打在相同位置,根据平抛运动的规律 即已经打到下极板,所以不存在这样的电压值 (3)加速电压的数值可以在位于区间,对应粒子的速度范围为,粒子对应的半径区间为,所以,速度最小时打在荧光屏Q距离A点d的位置 荧光屏Q打得最远时,轨迹与AB相切,满足数学关系 对应的最远距离为 粒子最大半径为5d,以AB为x轴,A为原点建立坐标系,圆方程的圆心坐标为(0,-4d),圆方程为 直线方程为 y=-x+2d 解出圆与直线的交点 过交点的切线方程为 x=2d时求出,荧光屏P上粒子击中区域为距离B点以内  
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如图所示为某手摇发电装置的原理简化图,可自由转动的水平金属杆CD上固定两个半径分别为r的均匀金属圆盘GN圆盘的圆心位于CD杆上。金属圆盘G处于水平向右与盘面垂直的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B。圆盘N绕有绝缘细线,在恒力作用下,圆盘GN和杆按图示方向匀速转动手摇发电装置通过电刷PQ与两电阻、小型电动机M、平行板电容器构成如图所示的电路平行板电容器两板间距为d,上极板通过长度为0.75d的绝缘细线悬挂一带电量为-q的金属小球。开始时开关Sa连接,测得电动机M两端的电压为U,通过它的电流为I。已知两电阻的阻值分别为2RR,金属圆盘G接入电路的电阻也为R,不计金属杆、导线、电刷电阻及接触电阻。忽略转动的摩擦阻力,求:

1)金属圆盘匀速转动的角速度

2)恒力F的大小;

3)当开关Sb连接,金属圆盘G仍以角速度匀速转动时,小球在两极板间做简谐运动且最大摆角为,小球摆动过程的最小电势能和振动周期。

 

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如图所示,一个质量m=1kg的小物块(视为质点),压缩弹簧后释放以v0=6m/s冲上长度6m的水平传送带。在传送带右侧等高的平台上固定一半径R=0.5m的圆轨道ABCDAD的位置错开,以便小物块绕行一圈后可以通过D到达E位置抛出在距离平台边缘E水平距离s=1.6m,高度h=1m处有一可升降的接物装置,通过调节装置的高度可以接收不同速度抛出的小物块。已知小物块与传送带之间的动摩擦因素,其它摩擦均忽略不计,求:

1)小物块释放前,弹簧所储存的弹性势能;

2)若传送带以m/s的速度顺时针转动,判断小物块能否通过圆轨道最高点C

3)若传送带速度大小、方向皆可任意调节,要使小物块在运动过程中不脱离圆轨道ABCD传送带转动速度的可能值;

4)小物块到达接物装置时的最小动能。

 

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如图甲所示,小同学携带滑雪板和滑雪杖等装备在倾角=30°的雪坡上滑雪。他利用滑雪杖对雪面的短暂作用获得向前运动的推力F(视为恒力),作用时间为t1=0.8s,后撤去推力运动了t2=1.2s。然后他重复刚才的过程总共推了3次,其运动的v-t图像如图乙所示。已知小和装备的总质量m=60kg,下滑沿直线运动且下滑过程阻力恒定。求;

1)小同学开始运动时的加速度a1

2)全过程的最大速度vmax

3)推力F和阻力f的大小。

 

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小曹同学欲测定标称为“2.5V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线。

1)他拆开一个电表后盖,其内部结构如图甲所示,判断此电表是________(填“伏特表”或“安培表”,应选用的量程是________(填“A”或“B”)

2)图乙为已连接的部分电路,请在答题卷上相应位置用笔画线代替导线补全实物连接图_____

3)该同学正确测量了2组数据,对应的表盘和刻度如图丙所示图④示数应为________,其对应的电阻值为________

 

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1)如图甲所示为强强同学在“探究做功与物体速度变化的关系”实验中所用的学生电源,其接线端口应选择________(填“左侧”或“右侧”)。使用该电源选用的打点计时器应为________(填“乙”或“丙”)

2)他又利用如图丁所示装置进行“探究碰撞中的不变量”实验,在平衡摩擦力操作中应把垫片垫在图丁中平板的________(填“左侧”或“右侧”),该实验________(填“需要”或“不需要”)测量两小车的质量。

3)下列两条纸带,“探究碰撞中的不变量”实验的纸带是________,请计算出两小车碰撞以后的速度________

 

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