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如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为的平行光滑金属导轨上,导轨平面与水...

如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为的平行光滑金属导轨上,导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。左侧是水平放置的间距为d、板长为2d的平行金属板,RRx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻。

(1)调节Rx=R,释放导体棒,当导体棒沿导轨匀速下滑时,求通过导体棒的电流I及导体棒的速率v

(2)改变Rx,待导体棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为m、电荷量为qq<0)的带电粒子以速度v0沿水平方向从金属板正中间射入,恰好能从金属板右边缘飞出,画出粒子运动的轨迹并求此时的Rx,粒子的重力忽略不计。

 

(1),;(2), 【解析】 (1)对匀速下滑的导体棒进行受力分析如图所示 导体棒所受安培力F安=BIl,导体棒匀速下滑,所以 F安=Mgsinθ 联立,解得 导体棒切割磁感线产生感应电动势E=Bv,由闭合电路欧姆定律得,且Rx=R,所以 联立,解得 (2)由题意知,其等效电路图如图所示 由图知,平行金属板两板间的电压等于Rx两端的电压. 设两金属板间的电压为U,因为导体棒匀速下滑时的电流仍为I,所以由欧姆定律知 U=IRx 由于负电荷受竖直向下的电场力,带电粒子从金属板右侧下边缘飞出,轨迹如图 带电粒子在电场中做类平抛运动,有 2d=v0t F安=Mgsinθ 联立,解得  
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实验室有一只灵敏电流计G,其刻度盘上共有30格而无刻度值某同学想将其改装成一个量程为0.6A的电流表。

(1)该同学首先选择多用电表来粗测电流计的内阻,选择欧姆“×10”挡时,示数如图所示,测量结果为Rg=__________Ω

(2)为了更加准确地测出该灵敏电流计G的内阻Rg和量程Ig,该同学设计了如图所示的电路进行测量,其中

①电压表V(量程3V,内阻约15kΩ);

②滑动变阻器R010Ω2A);

③电阻箱R0-999.9Ω);

④电源(电动势E3V,内阻约为0.5Ω

调节滑动变阻器R和电阻箱R,该同学发现当电阻箱阻值为R1=837.5Ω时,电压表示数为U1=1.60V,电流计指针偏转10格;再次调节滑动变阻器R和电阻箱R,当电阻箱阻值为R2=587.5Ω时,电压表示数为U2=2.40V,电流计指针偏转20格;由此可得出该电流计内阻Rg的精确值为__________Ω,量程Ig__________mA(结果保留1位小数);

(3)将该电流计G改装成一个量程为0.6A的电流表时,需并联一个阻值为__________Ω的电阻(结果保留三位有效数字);

(4)把改装后的电流表与标准电流表串联在电路中进行校准,发现改装后电流表的示数总是略小于标准电流表的示数,造成这一现象最可能的原因是__________

 

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某兴趣小组的同学用如图1所示的装置测量当地的重力加速度,实验所用交流电源的频率为50Hz

 

(1)甲同学实验时得到的纸带点迹清晰且第1点与第2点间的距离为1.5cm,则造成该现象的主要操作原因是____________

(2)乙同学按正确操作也得到一条点迹清晰的纸带,在纸带上选取一个点为计时零点,测出后面各点到该计时零点的距离h,及记录各点对应的时刻t,作出图象如图2所示,由实验测得当地重力加速度g=_________ ms2(结果保留两位有效数字),该同学从资料上查得当地的重力加速度为9.8ms2,他发现重力加速度g的测量值与实际值有差异,造成这个差异的原因可能为________________

 

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中国航天科技集团2020117日在北京举行中国航天科技活动蓝皮书(2019年)》发布会记者获悉,嫦娥五号”探测器拟于2020年发射,实施首次月球采样返回。如图所示,假设运载火箭先将“嫦娥五号”月球探测器成功送入太空,由地月转移轨道进入半径为r1=100km的环月圆轨道I后成功变轨到近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ,再从15km高度降至近月圆轨道Ⅲ,最后成功实现登月。若取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一个质量为m的质点到质量为M的均匀物体中心的距离为r时,其引力势能表达式为(式中G为引力常量)。已知月球质量为M0,月球半径为R,发射的“嫦娥五号”探测器质量为m0,则下列关于“嫦娥五号”登月过程的说法正确的是(  )

A.“嫦娥五号”探测器在轨道I上运行的动能小于在轨道Ⅲ上运行的动能

B.“嫦娥五号”探测器在轨道Ⅲ上运行时的机械能等于在轨道I上运行时的机械能

C.“嫦娥五号探测器从轨道I上变轨到轨道Ⅲ上时,势能减小了

D.落月的“嫦娥五号”探测器从轨道Ⅲ回到轨道I,需要提供的最小能量是

 

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20202月,中核集团“龙腾2020”科技创新计划——“质子治疗230MeV超导回旋加速器”在原子能院完成设备安装和高频锻炼测试工作(图甲),建成后将有效提升我国医疗领域设备水平,使质子治癌成为人类征服癌症的有效手段之一。回旋加速器主要结构如图乙,两个中空的半圆形金属盒接高频交流电源置于与盒面垂直的匀强磁场中,两盒间的狭缝宽度很小。粒子源S位于金属盒的圆心处,产生的粒子初速度可以忽略。用两台回旋加速器分别加速氕(p)和氚(T)核,这两台加速器的金属盒半径、磁场的磁感应强度、高频交流电源的电压均相等,不考虑相对论效应,则氕(p)和氚(T)核(  )

A.所能达到的最大动能相等

B.所能达到的最大动量大小相等

C.氕核受到的最大洛伦兹力大于氚核

D.在达到最大动能的过程中通过狭缝的次数相等

 

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如图,空间有平行于纸面的匀强电场,处于该电场中的直角三角形ABC直角边BC=20cm,∠A=AD是∠A的角平分线。若在直角顶点B处有一个射线源,能朝空间各方向射出动能为2000eV的电子,在顶点AC分别探测到动能为2100eV1900eV的电子,本题中运动的电子仅需考虑受匀强电场的电场力,则(  )

A.AB间的电势差UAB=100V

B.该匀强电场的场强E=1000V/m

C.电场强度的方向沿A指向D

D.整个三角形内,顶点C的电势最高

 

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