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如图甲所示,在平行边界MN、PQ之间存在宽 度为d的匀强电场,电场周期性变化的规...

如图甲所示,在平行边界MNPQ之间存在宽    度为d的匀强电场,电场周期性变化的规律如图乙所示,取竖直向下为电场正方向;在平行边界MNPQ左侧和右侧存在如图甲所示的两个长为2d,宽为d的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,其边界点分别为PQCDMNFE。已知区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度大小是区域Ⅰ内匀强磁场的磁感应强度大小的3倍。在区域Ⅰ右边界中点A处,有一质量为m、电量为q、重力不计的带正电粒子以初速度v0沿竖直方向从磁场区域Ⅰ开始运动,以此作为计时起点,再经过一段时间粒子又恰好回到A点,如此循环,粒子循环一周,电场恰好变化一个周期,已知粒子离开区域Ⅰ进入电场时,速度恰好与电场方向垂直,sin53°=08,cos53°=06。求:

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(1)区域Ⅰ的磁感应强度大小B

(2)电场强度大小E及电场的周期T

 

(1) (2);   【解析】 试题分析:(1)粒子在区域Ⅰ做圆周运动的半径r=d, 由洛伦兹力提供向心力知 联立得 (2)画出粒子运动的轨迹示意图如图所示,粒子在区域Ⅰ做匀速圆周运动,圆心为O1,粒子从区域Ⅰ进入电场,在电场中做类平抛运动,在区域Ⅱ做匀速圆周运动,圆心为O2半径记为R,在区域Ⅱ做匀速圆周运动圆心O2与区域Ⅰ做匀速圆周运动的圆心O1的连线必须与边界垂直才能完成上述运动。粒子从区域Ⅰ进入电场做类平抛运动水平方向 竖直方向 离开电场时沿电场方向的速度, 离开电场时速度方向与边界MN的夹角为θ,离开电场时速度为v, 粒子在区域Ⅱ做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力知 由几何关系有 联立以上各式得 由得 粒子在区域Ⅰ中运动的时间 粒子在区域Ⅱ中运动的时间 粒子在电场中运动的时间 电场变化的周期等于粒子运动的周期,所以电场周期 考点:带电粒子在磁场及电场中的运动 【名师点睛】此题是带电粒子在电场及磁场中的运动的综合题;解题的关键是搞清粒子的运动情况,画出运动的轨迹草图,借助几何关系求解粒子在磁场的半径;根据类平抛运动的规律来研究粒子在电场中的运动;注意各部分运动之间的衔接关系.  
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考点分析:
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质量为m=20kg的物体在大小恒定的水平外力作用下,冲上一足够长从右向左以恒定速度v0=-10m/s传送物体的水平传送带,从物体开始冲上传送带计时,物体的速度—时间图象如图所示,已知0~20s内水平外力与物体运动方向相反,20~40s内水平外力与物体运动方向相反,g取10m/s2。求:

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1物体与传送带间的动摩擦因数;

(2)0~40s内物体与传送带间的摩擦热Q

 

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某探究小组利用课外时间做了如下探究实验:先利用如图所示的电路来测量两个电压表的内阻,实验分两个过程,先用替代法测出电压表V1的内阻,然后用半偏法测出电压表V2的内阻。供选用的器材如下:

A.待测电压表V1,量程为20V,内阻10k满分5 manfen5.com~30k满分5 manfen5.com

B.待测电压表V2,量程为30V,内阻30k满分5 manfen5.com~40k满分5 manfen5.com

C.电阻箱,阻值范围0~999999满分5 manfen5.com

D.滑动变阻器,阻值范围0~1000满分5 manfen5.com,额定电流05A

E.滑动变阻器,阻值0~20满分5 manfen5.com,额定电流2A

F.电池组,电动势为60V,内电阻为05满分5 manfen5.com

G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个及导线若干

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(1)实验器材选择除A、B、C、F、G外,滑动变阻器R′应选用:      (用器材前的字母表示)

(2)下面是主要的实验操作步骤,将所缺的内容补充完整;

①用代替法测待测电压表V1的内阻根据电路图连成实验电路,并将滑动变阻器R′的滑动触头置于左端; 将单刀双掷开关S2置于触点2,调节滑动变阻器R′,使电压表V2的指针指在刻度盘第N格,然后将单刀双掷开关S2置于触点1,调节电阻箱R使电压表V2的指针指在         ,记下此时电阻箱R的阻值RA=20 k满分5 manfen5.com

②用半偏法测待测电压表V2的内阻将单刀双掷开关S2置于触点1,电阻箱的阻值调为零,闭合开关S1,调节滑动变阻器使电压表V2的指针满偏。保持滑动变阻器R′的滑动触头位置不变,调节电阻箱R,使电压表V2的指针指在           ,记下电阻箱R的阻值RB=30 k满分5 manfen5.com

(3)上述两种测量方法都有误差,其中有种测量方法没有系统误差,接下来该小组选用此测量方法测出其内阻的电压表改装成一量程为60V的电压表继续完成后续的探究实验,需串联一阻值为       k满分5 manfen5.com的电阻。

(4)该探究小组用如图所示的电路采用高电阻放电法测电容的实验,是通过对高阻值电阻放电的方法,测出电容器充电电压为U时,所带的电量为Q,从而再求出待测电容器的电容C

实验情况如下:按图甲所示电路连接好实验电路;接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使小量程电流表的指针偏转接近满刻度,记下这时电流表的示数I0=480mA及电压表的示数Uo =60V,IU0 分别是电容器放电的初始电流和电压;断开开关S,同时开始计时,每隔△t测一次电流I的值,将测得数据填入预先设计的表格中,根据表格中的数据(10组)表示在以时间t为横坐标、电流I为纵坐标的坐标纸上,如图乙中用“·”表示的点,再用平滑曲线连接得出i-t图像如图。则根据上述实验结果,估算出该电容器两端的电压为U0时所带的电量Q0约为 ___________C保留三位有效数字;该电容器的电容C约为____________F保留三位有效数字

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为了探究加速度与力、质量的关系,甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置,小车总质量用M表示(乙图中M包括小车与传感器,丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮),钩码总质量用m表示。

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1)下图是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分,OABCDE为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示 OD间的距离为________cm图是根据实验数据绘出的s­t2图线s为各计数点至同一起点的距离,则加速度大小a=_______m/s2保留三位有效数字 满分5 manfen5.com

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(2)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同,通过计算得到小车加速度均为ag为当地重力加速度,则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为                         

 

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如图所示,微粒A位于一定高度处,其质量m = 1×10-4kg带电荷量q = + 1×10-6C,塑料长方体空心盒子B位于水平地面上,与地面间的动摩擦因数μ = 01。B上表面的下方存在着竖直向上的匀强电场,场强大小E = 2×103N/C,B上表面的上方存在着竖直向下的匀强电场,场强大小为E/2。B上表面开有一系列略大于A的小孔,孔间距满足一定的关系,使得A进出B的过程中始终不与B接触。当Aυ1 = 1m/s的速度从孔1竖直向下进入B的瞬间,B恰以υ2 = 06m/s的速度向右滑行。设B足够长、足够高且上表面的厚度忽略不计,取g = 10m/s2A恰能顺次从各个小孔进出B 。则

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A.从A第一次进入BB停止运动的过程中,B通过的总路程s为018m

B.为了保证A始终不与B接触,B上的小孔个数至少有5个

C.为了保证A始终不与B接触,B上表面孔间距最小值为0.04m

D.为了保证A始终不与B接触,B上表面孔间距最大值为0.1m

 

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已知电势是标量,空间某点电势是各部分电荷在该点的电势的代数和;电场强度是矢量,空间某点电场强度是各部分电荷在该点的电场强度的矢量和。如图所示,三根绝缘均匀带点棒ABBCCA构成正三角形,AB的电荷量为+QcAC的电荷量为+QbBC的电荷量为+Qa,正三角形的中心O点的电势为φ1,场强大小为E1、方向指向A,当撤去 带电棒BC之后,测得其中心O点的电势为φ2,场强大小为E2、方向背离A,规定无穷远处电势为零,如果同时撤去带电棒ABAC,则关于O点的场强大小和电势,下列说法正确的是(  

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A.O点的场强大小为E1E2              B.O点的场强大小为E1+ E2

C.O点的电势φ1φ2            D.O点的电势φ1+φ2

 

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