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如图所示,在竖直平面内,直线MO与水平线PQ相交于O,二者夹角θ=30°,在MO...

如图所示,在竖直平面内,直线MO与水平线PQ相交于O,二者夹角θ=30°,在MOP范围内存在竖直向下的匀强电场,电场强度为E,MOQ上方的某个区域有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,O点处在磁场的边界上,现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以大小不等的速率v(v≤v0)垂直于MO从O点射入磁场,所有粒子通过直线MO时,速度方向均平行于PQ向左,不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。求:

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(1)速度最大的粒子在磁场中运动的时间;

(2)速度最大的粒子打在水平线POQ上的位置离O点的距离;

(3)磁场区域的最小面积。

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)因粒子通过直线MO时,速度方向均平行于PQ向左,说明粒子速度方向改变了,由几何关系可得粒子的运动轨迹如图所示。设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R,周期为T,粒子在匀强磁场中运动时间为t1 因为 所以 (2)由,得 设粒子自N点水平飞出磁场,出磁场后应做匀速运动至OM,设匀速运动的距离为s,由几何关系知: 过MO后粒子在电场中做类平抛运动,设运动的时间为t2,则: 由几何关系知,速度最大的粒子打在水平线POQ上的位置离O点的距离 (3)由题知速度大小不同的粒子均要水平通过OM,则其飞出磁场的位置均应在ON的连线上,故磁场范围的最小面积是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所围成的面积 扇形的面积 的面积为: 考点:带电粒子在匀强磁场和电场中的运动 【名师点睛】此题是带电粒子在匀强电场及匀强磁场中的运动问题;首先要搞清粒子在电场和磁场中的运动性质,结合类平抛运动的规律及匀速圆周运动的规律解答;注意在磁场中的运动问题,必须要画出几何图线,几何几何关系列出方程才能解答.  
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考点分析:
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如图所示,P为弹射器,PA、BC为光滑水平面分别与传送带AB水平相连,CD为光滑半圆轨道,其半径R=2m,传送带AB长为L=6m,并以V0=2m/s的速度逆时针匀速转动。现有一质量m=1kg的物体(可视为质点)由弹射器P弹出后滑向传送带经BC紧贴圆弧面到达D点,已知弹射器的弹性势能全部转化为物体的动能,满分5 manfen5.com物体与传送带的动摩擦因数为0.2。若物体经过BC段的速度为V,物体到达圆弧面最高点D时对轨道的压力为F,(g=10m/s2

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(1)写出F与V的函数表达式;

(2)要使物体经过D点时对轨道压力最小,求此次弹射器初始时具有的弹性势能为多少;

(3)若某次弹射器的弹性势能为8J,则物体弹出后第一次滑向传送带和离开传送带由于摩擦产生的热量为多少?

 

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某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:

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(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1所示,由图可知其长度为______mm;

(2)用螺旋测微器测量其直径如图2所示,由图可知其直径为____________mm;

(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图3所示,则该电阻的阻值约为________Ω.

(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:

待测圆柱体电阻R

直流电源E(电动势为4V,内阻不计)

电流表A1(量程为0~4mA,内阻约50Ω)

电流表A2(量程为0~10mA,内阻约30Ω)

电压表V1(量程为0~3V,内阻约10kΩ)

电压表V2(量程为0~15V,内阻约25kΩ)

滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流为2.0A)

滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流为0.5A)

开关S,导线若干

为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在图4中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号。

 

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物理小组在一次验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图甲所示,气垫导轨放置在水平桌面上,一端装有光滑的定滑轮;导轨上有一滑块,其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为f。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,先接通电源,再松手后滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列点。

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(1)本实验存在一个重大的失误,该失误是:

(2)为了验证机械能守恒定律,下列物理量中还应测量的是         

A.导轨的长度L

B.砝码的质量m1

C.滑块的质量m2

D.托盘和砝码的总质量m3

(3)如果乙图中S1、S2、S3是实验改进后测得的数据,请写出从计数点3到计数点4的过程中要验证的机械能守恒定律的表达式                   

 

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如图所示为某一装置的俯视图,PQ、MN为水平放置且足够长的平行金属薄板,两板间有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直薄板平面向里,金属棒AB垂直放置在两板上且与两板接触良好。现有质量为m,电荷量为+q的粒子以初速度V0水平向左射入两板之间,若磁场足够大,粒子的重力不计,且粒子不会打到两板上,则(    )

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A.若带电粒子做匀速直线运动,则金属棒AB应向右运动

B.金属棒的速度为2 V0时,带电粒子可能做匀速直线运动

C.若金属棒的向左运动速度也为V0,则带电粒子一定做匀速直线运动

D.若金属棒一直未动,则带电粒子从初始时到位移大小为满分5 manfen5.com时的时间间隔可能为满分5 manfen5.com

 

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如图所示,两个斜面体AC、BC,上端靠在同一竖直墙面上,下端交于水平面上同一点C 现让两个质量相同的物体分别从两个斜面的顶端同时由静止释放,则下列说法正确的是(   

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A.若两个斜面光滑,则沿BC下滑的物体一定先到达C点

B.若两个斜面光滑,则两个物体有可能同时到达C点

C.若两个斜面粗糙,且粗糙程度相同,则两个物体下滑到C点过程中损失的机械能一定相同

D.若两个斜面粗糙,且粗糙程度相同,则两个物体下滑到C点时的动能可能相同

 

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