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如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度...

如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里.位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连续发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在03t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极边缘的影响).已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场.上述m、q、l、t0、B为已知量.(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)

(1)求电压U0的大小.

(2)求t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径.

(3)何时射入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短?求此最短时间.

 

(1)电压U0的大小为; (2)t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为; (3)在t=2t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短,最短时间为 【解析】 试题分析:(1)t=0时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动,t0时刻刚好从极板边缘射出, 则有 y=l,x=l, 电场强度:E=…①, 由牛顿第二定律得:Eq=ma…②, 偏移量:y=at02…③ 由①②③解得:U0=…④. (2)t0时刻进入两极板的带电粒子,前t0时间在电场中偏转,后t0时间两极板没有电场,带电粒子做匀速直线运动. 带电粒子沿x轴方向的分速度大小为:vx=v0=…⑤ 带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为:vy=a•t0…⑥ 带电粒子离开电场时的速度大小为:v=…⑦ 设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R, 由牛顿第二定律得:qvB=m…⑧, 由③⑤⑥⑦⑧解得:R=…⑨; (3)在t=2t0时刻进入两极板的带电粒子,在电场中做类平抛运动的时间最长,飞出极板时速度方向与磁场边界的夹角最小, 而根据轨迹几何知识可知,轨迹的圆心角等于粒子射入磁场时速度方向与边界夹角的2倍, 所以在t=2t0时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短. 带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为:vy′=at0…⑩, 设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为α,则:tanα=, 由③⑤⑩解得:α=,带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示, 圆弧所对的圆心角为:2α=, 所求最短时间为:tmin=T, 带电粒子在磁场中运动的周期为:T=, 联立以上两式解得:tmin=;  
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在光滑水平地面上有A、B两等大均匀的小球,质量分别为m1和m2,其中m1=3m2.在两小球的右侧同一水平线上,有一半径R=0.2m的四分之一光滑圆槽,槽口的最上端与其圆心在一条水平线上,最下端与地面相切,其质量M=m2.现把槽固定在地面上,m1以4m/s的速度向右与m2相碰,碰后m2恰好能到达槽口的最上端.若把AB互换位置,m2仍然以4m/s的速度向右与m1相碰,求碰后m1最终能离开地面上升的最大高度?(g=10m/s2

 

 

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在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神.为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示.设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦.重力加速度取g=10m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时,试求

(1)运动员竖直向下拉绳的力;

(2)运动员对吊椅的压力.

 

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用如图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:

(1)电流表(量程0.6A、3A);

(2)电压表(量程3V、15V)

(3)定值电阻(阻值1Ω,额定功率5W)

(4)定值电阻(阻值10Ω,额定功率10W)

(5)滑动变阻器(阴值范围0﹣10Ω,额定电流2A)

(6)滑动变阻器(阻值范围0﹣100Ω、额定电流1A)

那么

(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择      V,电流表的量程应选择      A; R0应选择      Ω的定值电阻,R应选择阻值范围是      Ω的滑动变阻器.

(2)引起该实验系统误差的主要原因是     

 

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利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度h,棉球质量m,开始时的静止位置与管口B的距离x,落地点C与管口B的水平距离l.然后多次改变x,测出对应的l,画出l2﹣x关系图线,如图(b)所示,并由此得出相应的斜率k

1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从B端飞出的速度v0=  

2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度g,大气压强p0均为已知,利用图(b)中倾斜直线的斜率k可得,管内气体压强p=    

3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,则(2)中得到的p与实际压强相比     (填偏大偏小).

 

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如图,abcd为两条相距较远的平行直线,ab的左侧和cd的右侧都有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,闭合曲线是由两个半圆及与半圆相切的两条线段组成.甲、乙两带电体分别从图中的AD两点以不同的初速度开始向两边运动,轨迹如图.它们在C点碰撞后结为一体向右运动.则下面说法正确的是(不计重力、阻力)( )

开始时甲的速度一定比乙大

甲的带电荷量一定比乙大

甲乙结合后,仍在原闭合曲线上运动

甲乙结合后,会离开原闭合曲线运动.

A. ①②    B. ②③    C. ①③    D. ②④

 

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