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在直角坐标系中有P,Q两点,坐标如图所示,虚线是以原点为圆心的半圆,半圆与x轴围...

在直角坐标系中有P,Q两点,坐标如图所示,虚线是以原点为圆心的半圆,半圆与x轴围成的区域只存在垂直纸面向外的匀强磁场.大量的同种粒子从P点射入磁场,速度方向均在xy平面内,与轴正方向的夹角分布在0﹣180°范围内,粒子在磁场做圆周运动的半径R满足l≤R≤2l,所有粒子均不从半圆虚线边界射出.已知粒子质量为m(重力不计),带电量为q(q>0),磁感应强度大小为B.

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求:(1)经过Q点时速度方向与y轴垂直的粒子的速度大小.

(2)求虚线半圆的最小半径和从P点运动到Q的粒子中运动时间的最大值和最小值.

 

(1)经过Q点时速度方向与y轴垂直的粒子的速度大小为v=; (2)虚线半圆的最小半径为r=;从P点运动到Q的粒子中运动时间的最大值为,最小值为. 【解析】【解析】 (1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力有 从甲图中可知: 解得v=; (2)当粒子以最大半径R=2l向x轴负方向发出打得粒子刚好与半圆相切时,虚线半圆的半径最小 由乙图的几何关系知:l2+R2=(r﹣R)2 解得:虚线半圆的最小半径r= 带电粒子在磁场中运动的周期 从P点运动到Q点的粒子运动时间(其中θ为PQ运动轨迹对应的圆心角) 从图丙中可知:以O3位圆心的粒子,圆心角最大,运动时间最长 由几何关系可知半径,且满足l<R<2l 由丙图可知圆心角θ=240° 则从P点运动到Q的粒子运动时间最长为 以Q4为圆心的粒子圆心角最小,运动时间最短 半径R=2l 由丙图知圆心角θ为60° 则从P点运动到Q的粒子运动时间最短为; 答:(1)经过Q点时速度方向与y轴垂直的粒子的速度大小为v=; (2)虚线半圆的最小半径为r=;从P点运动到Q的粒子中运动时间的最大值为,最小值为. 【点评】本题关键是按照解决带电粒子在运动的一般步骤,找圆心,确定半径,画轨迹.寻找临界条件,求出虚线半圆的最小半径和从P点运动到Q的粒子中运动时间的最大值和最小值.  
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考点分析:
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如图,一个倾角θ=30°的光滑直角三角形斜劈固定在水平地面上,顶端连有一轻质光滑定滑轮,质量为m的A物体置于地面,上端与劲度系数为k的竖直轻弹簧相连.一条轻质绳跨过定滑轮,一端与斜面上质量为m的B物体相连,另一端与弹簧上端连接.调整细线和A、B物体的位置,使弹簧处于原长状态,且细绳自然伸直并与三角斜劈的两个面平行.现将B物体由静止释放,已知B物体恰好能使A物体刚要离开地面但不继续上升.求:

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(1)B物体在斜面上下滑的最大距离x;

(2)B物体下滑到最低点时的加速度大小和方向;

(3)若将B物体换成质量为2m的C物体,C物体由上述初始位置静止释放,当A物体刚好要离开地面时,C物体的速度大小v.

 

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某同学将量程为200μA、内阻为500Ω的表头改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表,设计电路如图(1)所示.定值电阻R1=500Ω,R2=225Ω,.S为单刀双掷开关,A、B为接线柱.回答下列问题:

(1)将开关S置于“1”挡时,量程为      mA;

(2)定值电阻R3=      Ω(结果取3位有效数字)

(3)利用改装的电流表进行某次测量时,S置于“2”挡,表头指示如图(2)所示,则所测量电流的值为      mA.

(4)图3是将表头G改装成有两个倍率档(如“×1”、“×10”)的欧姆表电路原理图,则当开关S合向      端(选填“a”或“b”)时,欧姆表是较大倍率挡.(把虚线框内的电路当成一个电流表).

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某小组同学用简易装置验证机械能守恒定律,他们找来一块平整且比较光滑的木板,从实验室借来打点计时器、刻度尺、小车和纸带.他们把木板搭在台阶上.如图甲安装好实验器材,得到如图乙所示的一条纸带.

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(1)在验证机械能是否守恒时,还需要测量台阶的高度h和木板的长度L,已知纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T,根据纸带上MN两点间的数据,该组同学需要验证的机械能守恒的表达式为 满分5 manfen5.com=满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com (用题中所给物理量的字母表示)

(2)在该实验中下列说法正确的是

A.该实验中先接通电源,后释放小车

B.由于摩擦力对实验结果有影响,所以把木板搭在台阶上是为了平衡摩擦

C.由于阻力的存在,该实验中小车增加的动能一定小于小车减少的重力势能

D.在该实验中还需要用天平测量小车的质量.

 

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如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.闭合电键后,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2、△U3,理想电流表示数变化量的绝对值为△I,则(  )

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A.△U2=△U1+△U3

B.满分5 manfen5.com=R+r

C.满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com保持不变

D.电源输出功率先增大后减小

 

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在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定正电荷QA、QB,两电荷的位置坐标如图甲所示.图乙是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图象,图中x=L点为图线的最低点,若在x=2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为+q的带电小球(可视为质点),下列有关说法正确的是(  )

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A.小球在x=L处的速度最大

B.小球一定可以到达x=﹣2L点处

C.小球将以x=L点为中心作往复运动

D.固定在AB处的电荷的电量之比为QA:QB=4:1

 

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