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如图在平面直角坐标系xOy第一象限内有一竖直挡板MN,挡板左侧存在着垂直于纸面向...

如图在平面直角坐标系xOy第一象限内有一竖直挡板MN,挡板左侧存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,右侧存在竖直向下的匀强电场.在磁场中放置一小绝缘板,其上表面过原点O且与x轴成α角,x轴上的P点处有一粒子源向各个方向发射速度大小相等的带电粒子.其中一粒子沿水平方向穿过挡板MN上的小孔Q进入磁场,在磁场中偏转后垂直撞到绝缘板上,与绝缘板发生没有能量损失的碰撞,之后从磁场边界上S点沿平行于x轴的方向射出匀强磁场.若已知AP=4L,AQ=2L,电场强度为E,带电粒子的电荷量为q,质量为m,α角等于30°不计粒子的重力.求:
(1)该粒子从粒子源发射的速度大小为多少?
(2)磁场的磁感应强度B为多少?
(3)粒子从P点到S点所用的时间为多少?

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(1)粒子从P点发出后做斜上抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀减速直线运动,到达G时末速度为零.根据牛顿第二定律和运动学公式结合分析研究水平和竖直两个方向的位移,即可求出从粒子源发射的速度大小. (2)粒子在磁场中由洛伦兹提供向心力而做匀速圆周运动,画出轨迹,由几何知识可求出半径,由牛顿第二定律可求得B. (3)求出粒子磁场中的运动时间,再求出总时间.先求出周期,再由t=T,根据圆心角θ求出磁场中运动时间. 【解析】 (1)设通过小孔Q的粒子在P点沿x轴方向的速度为vx,y轴方向的速度为vy,在电场中运动的时间为t1.该粒子从P点发出后做斜上抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀减速直线运动,到达G时末速度为零.则   x轴方向:4L=vxt1   y轴方向:2L=,vy= 解得,t1=2       vx=vy=2 故该粒子从粒子源发射的速度大小为 . (2)粒子在磁场中由洛伦兹提供向心力而做匀速圆周运动,画出轨迹如图,由几何知识得 其运动半径为  R=L 由qvxB=m,得 B=2 (3)粒子在磁场运动的周期为T=,其轨迹所对应的圆心角为θ=120°+60°=180° 则在粒子在磁场运动的时间为t2== 故粒子从P点到S点所用的时间为    t=t1+t2=2+. 答: (1)该粒子从粒子源发射的速度大小为2; (2)磁场的磁感应强度B为2; (3)粒子从P点到S点所用的时间为2+.
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考点分析:
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如图所示,一轻弹簧左端固定在竖直墙上,右端与一物块A栓接,物块B与A接触但不粘连,开始时弹簧处于原长状态.现用一水平力向左缓慢推B致使弹簧压缩,当物块移动S1=0.2m时撤去水平力.在弹力作用下物块AB向右运动,AB分离后,物块B继续向前滑行manfen5.com 满分网m与置于manfen5.com 满分网光滑圆弧轨道底端的物块C发生正碰并粘在一起运动,最后两物块恰好能滑到manfen5.com 满分网圆弧轨道的最高点:已知三物块与水平面的动摩擦因数均为0.3,圆弧轨道半径R=0.2m,物块.A、B的质量相同m1=m2=0.2kg,物块C的质量m3=0.4kg,三物块均可视为质点,取g=10m/s2,求:
(1)B、C两个物块第一次返回到圆弧底端时圆弧轨道对两物块的支持力:
(2)A、B两个物块分离时的速度;
(3)水平力F对物块B做的功.
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(1)滑块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)滑块从滑上斜面到返回斜面底端所用的时间.
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A.电源(E约为4.5V,r约为1.0Ω)
B.电压表V(0~3V,内阻约为3kΩ)
C.电流表A(0~250mA,内阻约为0.8Ω)
D.定值电阻R=14Ω
E.滑动变阻器R1(0~50Ω,)
F.滑动变阻器R2(0~10Ω)
G.电键S,导线若干
(1)为了获得更多的实验数据,实验中应选用的滑动变阻器为______;(用器材序号表示)
(2)画出实验电路原理图,图中各元件需用题目中给出的符号标出;
(3)该小组同学通过正确的实验步骤得到实验数据如下表所示,请在坐标纸上画出U-I图象.
12345
U(v)3.002.502.001.501.00
I(mA)100.7134.2197.8201.3234.9
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如图所示,把A、B两个小球用等长细线悬挂起来,一小球自然下垂,拉起另一个小球,放下时它们将相碰,请你利用该实验方法验证动量守恒定律.
(1)写出该实验必须测量的物理量(并设定表示相应物理量的字母):______
(2)用你所设定的字母写出验证动量守恒定律表达式:______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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