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在如图所示的竖直平面内,水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径的光滑圆弧轨道分别相切于...

在如图所示的竖直平面内,水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点,GH与水平面的夹角θ =37°。过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B = 1.25T;过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场,电场方向水平向右,电场强度E=1×104N/C。小物体P1质量m =,电荷量q = +8×10-6C,受到水平向右的推力F = 9.98×10-3N的作用,沿CD向右做匀速直线运动,到达D点后撤去推力。当P1到达倾斜轨道底端G点时,不带电的小物体P2GH顶端静止释放,经过时间t = 0.1sP1相遇。P1P2与轨道CDGH间的动摩擦因数均为u = 0. 5,取g = 10m/s2sin37° = 0.6cos37° = 0.8,物体电荷量保持不变,不计空气阻力,求:

(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小;

(2)求小物体P1运动到G点的速度vG

(3)倾斜轨道GH的长度s

 

(1)4 m/s;(2)5m/s;(3)0.56 m 【解析】 (1)设小物体P1在匀强磁场中运动的速度为v,受到向上的洛伦兹力为F1,受到的摩擦力为f,则 F1=qvB ① f=μ(mg-F1)② 由题意,水平方向合力为零 F-f=0 ③ 联立①②③式,代入数据解得 v=4 m/s ④ (2)设P1在G点的速度大小为vG,由于洛伦兹力不做功,根据动能定理 ⑤ 带入数据解得 vG=5m/s (3)P1在GH上运动,受到重力、电场力和摩擦力的作用,设加速度为a1,根据牛顿第二定律 qEcosθ-mgsinθ-μ(mgcosθ+qEsinθ)=ma1⑥ P1与P2在GH上相遇时,设P1在GH运动的距离为s1 ⑦ 设P2质量为m2,在GH上运动的加速度为a2,则 m2gsinθ-μm2gcosθ=m2a2 ⑧ P1与P2在GH上相遇时,设P2在GH运动的距离为s2, ⑨ 联立⑤~⑨式,代入数据得 s=s1+s 2⑩ s=0.56 m  
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考点分析:
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如图所示,一工件置于水平地面上,其AB段为一半径m的光滑圆弧轨道,BC段为一长度m的粗糙水平轨道,二者相切与B点,整个轨道位于同一竖直平面内,P点为圆弧轨道上的一个确定点.一可视为质点的物块,其质量kg,与BC间的动摩擦因数.工件质量M=0.8kg,与地面间的动摩擦因数.(取m/s2

1)若工件固定,将物块由P点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求PC两点间的高度差h

2)若将一水平恒力F作用于工件,使物体在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动

F的大小;

当速度v=5m/s时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移),物块飞离圆弧轨道落至BC段,求物块的落点与B点间的距离。

 

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某同学欲将量程为300的微安表头G改装成量程为0.3A的电流表。可供选择的实验器材有:

A.微安表头G(量程300,内阻约为几百欧姆)

B.滑动变阻器0 10

C.滑动变阻器050

D.电阻箱(09999.9

E.电源(电动势约为1.5V

F.电源(电动势约为9V

G.开关、导线若干

该同学先采用如图甲的电路测量G的内阻,实验步骤如下:

①按图甲连接好电路,将滑动变阻器的滑片调至图中最右端的位置;

         

②断开,闭合,调节滑动变阻器的滑片位置,使G满偏;

③闭合S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使G的示数为200,记下此时电阻箱的阻值。

回答下列问题:

1)实验中电源应选用_____(填“”或“”),滑动变阻器应选用____(填“”或“”)。

2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R,则G的内阻RgR的关系式为Rg=______

3)实验测得G的内阻Rg500Ω,为将G改装成量程为0.3 A的电流表,应选用阻值为_____Ω的电阻与G并联。(保留一位小数)

4)接着该同学利用改装后的电流表A,按图乙电路测量未知电阻Rx的阻值。某次测量时电压表V的示数为1.20V,表头G的指针指在原电流刻度的250处,则Rx_______Ω。(保留一位小数)

 

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国庆同学在做“探究碰撞中的不变量”实验中,所用装置如图甲所示,已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点。回答以下问题:

(1)为了完成本实验,下列必须具备的实验条件或操作步骤是___________

A.斜槽轨道末端的切线必须水平

B.入射球和被碰球半径必须相同

C.入射球和被碰球的质量必须相等

D.必须测出桌面离地的高度H

E.斜槽轨道必须光滑

(2)国庆同学在实验中正确操作,认真测量,得出的落点情况如图乙所示,则入射小球质量和被碰小球质量之比为____________

(3)为了完成本实验,测得入射小球质量m1,被碰小球质量m2O点到MPN三点的距离分别为y1y2y3,若两球间的碰撞是弹性碰撞,应该有等式_______成立。

A.     B.

C.     D.

 

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如图甲所示的电路中,螺线管匝数为n,横截面积为S,螺线管电阻为r,外接电阻R1=3r。闭合开关K,在一段时间内,穿过螺线管磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是(  )

A.0-时间内,螺线管中产生感应电流的大小I=

B.时间内,电阻R1两端的电压U=

C.时间内,通过电阻R2的电荷量q2=

D.~ T时间内,整个回路中产生的焦耳热Q=

 

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如图所示,匀强磁场的方向竖直向下,磁场中有光滑的水平桌面,在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。在水平拉力F的作用下,试管向右匀速运动,带电小球能从试管口处飞出,则在小球未从管口飞出前的过程中,下列说法正确的是(   )

A.小球带负电 B.小球相对水平桌面的运动轨迹是一条抛物线

C.洛伦兹力对小球做正功 D.水平拉力F不断变大

 

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