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如图,矩形abcd区域有磁感应强度为B的匀强磁场,ab边长为3L,bc边足够长。...

如图,矩形abcd区域有磁感应强度为B的匀强磁场,ab边长为3L,bc边足够长。厚度不计的挡板MN长为5L,平行bc边放置在磁场中,与bc边相距L,左端与ab边也相距L。质量为m、电荷量为e的电子,由静止开始经电场加速后沿ab边进入磁场区域,电子与挡板碰撞后完全被吸收并导走。

1如果加速电压控制在一定范围内,能保证在这个电压范围内加速的电子进入磁场后在磁场中运动时间都相同。求这个加速电压U的范围。

2调节加速电压,使电子能落在挡板上表面,求电子落在挡板上表面的最大宽度

 

(1)(2) 【解析】 试题分析:(1)只要电子从ad边离开磁场,其运动的轨迹为半圆,运动时间相同,都为,当电子与挡板下表面相切时,轨迹的半径,圆心为,如图所示,要使电子在磁场中的运动时间相等,必须满足:① 根据牛顿第二定律② 根据动能定理:③ 联立解得④(取等号也可) 若电子恰好能绕过挡板最后段从ad边离开磁场,设其轨迹的半径为,根据几何关系可得⑤ 解得⑥,即电子将从bc边出去了,即电子不可能绕过挡板最右端N点从ad边离开磁场,所以,使得电子在磁场中运动时间相同的电压的取值范围是 (2)电子能打到挡板上表面必须满足以下要求: (i)电子能通过M点边缘,设其对应的半径为,圆心为,打在上板的C点, 则有:⑧,⑨ (ii)电子不能从bc边射出,设电子轨迹与bc边相切时的半径为,圆心为,打在上板的D点,则有:, 所以 考点:考查了带电粒子在组合场中的运动 名师点睛:带电粒子在组合场中的运动问题,首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况,再选择合适方法处理.对于匀变速曲线运动,常常运用运动的分解法,将其分解为两个直线的合成,由牛顿第二定律和运动学公式结合求解;对于磁场中圆周运动,要正确画出轨迹,由几何知识求解半径。  
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如图,一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的绝热气缸内,活塞质量为30kg,横截面积S=,活塞与气缸间连着自然长度L=50cm,劲度系数k=500N/m的轻弹簧,活塞可沿着气缸壁无摩擦自由移动。初始时刻,气缸内气体温度t=27,活塞距气缸底部40cm。现对气缸内气体缓慢加热,使活塞上升30cm,已知外界大气压,求:气缸内气体达到的温度

 

 

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如图甲所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n=100,线圈的总电阻r=5,线圈位于匀强磁场中,且线圈平面与磁场方向平行.线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环EF(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=95Ω的定值电阻连接.现使线圈绕过bcad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图象如图乙所示.若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是( 

A.线圈匀速转动的角速度为100rad/s

B.线圈中产生感应电动势的最大值为200V

C.线圈中产生感应电动势的有效值为100V

D.线圈中产生感应电流的有效值为 A

 

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如图所示,圆心在O点、半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上,Oc与Oa的夹角为60°,轨道最低点a与桌面相切。一不可伸长的轻绳两端系着质量分别为m 和4m的小球A和B均可视为质点,挂在圆弧轨道边缘c的两边,开始时,B位于c点,从静止释放,设轻绳足够长,不计一切摩擦,则在B球由c下滑到a的过程中 

A小球A的机械能一直增加

B重力对小球B做功的功率一直不变

C小球B经过a点时的速度大小为

D小球B经过a点时的速度大小为

 

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如图所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直。先由静止释放c,c刚进入磁场即做匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触,用ac表示c的加速度, Ekd表示d的动能,xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移,图中正确的是

 

 

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已知一质量为m的物体静止在北极与赤道对地面的压力差为,假设地球是质量分别均匀的球体,半径为R。则地球的自转周期为(设地球表面的重力加速度为g

A. 地球的自转周期为

B. 地球的自转周期为

C. 地球同步卫星的轨道半径为

D. 地球同步卫星的轨道半径为

 

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