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一半径为R的薄圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的中心轴线平行...

一半径为R的薄圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的中心轴线平行,筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔,筒可绕其中心轴线转动,圆筒的转动方向和角速度大小可以通过控制装置改变。一不计重力的负电粒子从小孔M沿着MN方向射入磁场,当筒以大小为ω0角速度转过90°时,该粒子恰好从某一小孔飞出圆筒。

1若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,求该粒子的荷质比和速率分别是多大?

2若粒子速率不变,入射方向在该截面内且与MN方向成30°角,则要让粒子与圆筒无碰撞地离开圆筒,圆筒角速度应为多大?

 

(1); (2) 【解析】 试题分析:(1)若粒子沿MN方向入射,当筒转过90°时,粒子从M孔(筒逆时针转动)或N孔(筒顺时针转动)射出,如图,由轨迹1可知半径r=R 由 粒子运动周期 筒转过90°的时间又 联立以上各式得:荷质比,粒子速率 (2)若粒子与MN方向成30°入射,速率不变半径仍为R,作粒子轨迹2如图,轨迹2圆心为O’,则四边形MO’PO为菱形,可得,所以 则粒子偏转的时间:;又;得: 由于转动方向与射出孔不确定,讨论如下:ⅰ.当圆筒顺时针转动时,设筒转动的角速度变为ω1, 若从N点离开,则筒转动时间满足,得:其中k=0,1,2,3… 若从M点离开,则筒转动时间满足,得: 其中k=0,1,2,3……;综上可得其中n=0,1,2,3…… ⅱ.当圆筒逆时针转动时,设筒转动的角速度变为ω2, 若从M点离开,则筒转动时间满足,得:其中k=0,1,2,3…… 若从N点离开,则筒转动时间满足,得: 其中k=0,1,2,3……综上可得其中n=0,1,2,3… 综上所述,圆筒角速度大小应为或者其中n=0,1,2,3…… 考点:带电粒子在匀强磁场中的运动、圆周运动  
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如图所示,在平直轨道上P点静止放置一个质量为2m的物体A,P点左侧粗糙,右侧光滑,现有一颗质量为m的子弹以v0的水平速度射入物体A并和物体A一起滑上光滑平面,与前方静止物体B发生弹性正碰后返回,在粗糙面滑行距离d停下.已知动摩擦因数为μ=,求:

①子弹与物体A碰撞过程中损失的机械能;

②B物体的质量.

 

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某电阻额定电压为3V(阻值大约为10Ω).为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:

 

A.电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)  

B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)

C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)  

D.电压表V2(量程5.0V,内阻约5kΩ)

E.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)  

F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)

G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)  

H.开关、导线若干

(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):电流表 ______ .电压表 ______ .滑动变阻器 ______

(2)应采用的电路图为下列图中的 ______

 

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某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验.实验时,先把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长L0=4.6cm,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x,数据记录如表所示.

 

 

(1)根据表中数据在图中作出F-X图象______________

(2)由此图线可得,该弹簧劲度系数k= ______ N/m;(结果保留2位有效数字)

(3)图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是 ______

 

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如图甲所示,等离子气流(由高温高压的等电量的正、负离子组成)由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中,ab直导线与P1、P2相连接,线圈A与直导线cd相连接,线圈A内存在如图乙所示的变化磁场,且磁感应强度B的正方向规定为向左,则下列叙述正确的是(  )

A. 0~1sabcd导线互相排斥

B. 1~2sabcd导线互相吸引

C. 2~3sabcd导线互相吸引

D. 3~4sabcd导线互相排斥

 

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如图所示,某光滑斜面倾角为300,其上方存在平行斜面向下的强电场,将一轻弹簧一端 固定在斜面底端,现用一质量为m、带正电的绝缘物体将弹簧压缩锁定在A点,解除锁定 后,物体将沿斜面上滑,物体在运动过程中所能到达的最高点B距A点的竖直高度为h.物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g,则下列说法正确的是(  )

A. 弹簧的最大弹性势能为mgh

B. 物体的最大动能等于弹簧的最大弹性势能

C. 物体从A点运动到B点的过程中系统损失的机械能为mgh

D. 物体到达B点时增加的电势能为mgh

 

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