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如图所示,在平面直角坐标系中,第三象限里有一加速电场,一个电荷量为q、质量为m的...

如图所示,在平面直角坐标系中,第三象限里有一加速电场,一个电荷量为q、质量为m的粒子,从静止开始经加速电场加速后,垂直x轴从A点进入第二象限,A点到坐标原点O的距离为R。在第二象限的区域内,存在着指向O点的均匀辐射状电场,距OR处的电场强度大小均为E,粒子恰好能垂直y轴从P点进入第一象限。当粒子从P点运动一段距离R后,进入一圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感强度为B,粒子在磁场中速度方向偏转60o,粒子离开磁场区域

后继续运动,通过x轴上的Q点进入第四象限。求:

1)加速电场的电压U

2)圆形匀强磁场区域的最小面积;

3)求粒子在第一象限中运动的时间。

 

(1) (2) (3) 【解析】(1)粒子在加速电场中加速,根据动能定理有 ① 由题意,粒子在第二象限辐射状电场中只能做半径为R的匀速圆周运动,电场力提供向心力,有 ② 解得 ③ (2)粒子在圆形匀强磁场区域中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有 ④ 由①或②得 代入④式得 ⑤ 如图所示,粒子在a点进入磁场,以c为圆心做圆周运动,从b点离开磁场,速度偏转角是60o,由几何关系可知△abc是正三角形,ab=r,以ab为直径的圆形面积即为磁场区域的最小面积: 。 (3)以下均基于第(2)问分析作图后的数学计算 Pa=R ab弧长为: be=R - ab•cos60o= bQ=be/sin60o= 粒子在第一象限的路程为s=Pa+l+bQ= 则  
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考点分析:
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如图所示,一轻质弹簧的一端固定在小球A上,另一端与小球B接触但未连接,该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上。现有一小球C从光滑曲面上离桌面h=1.8m高处由静止开始滑下,与小球A发生碰撞(碰撞时间极短)并粘在一起压缩弹簧推动小球B向前运动,经一段时间,小球B脱离弹簧,继续在水平桌面上匀速运动一段时间后从桌面边缘飞出。小球均可视为质点,忽略空气阻力,已知mA=2kgmB=3kgmC=1kgg=10 m/s2。求:

(1)小球C与小球A碰撞结束瞬间的速度;

(2)小球B落地点与桌面边缘的水平距离。

 

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(1)a为多用电表的示意图,其中SKT为三个可调节的部件,现用此电表测量一阻值约2000Ω的定值电阻的阻值。测量的某些操作步骤如下:

调节可调部件________,使电表指针停在________位置。

调节可调部件K,使它的尖端指向________位置。

将红、黑表笔分别插入”“插孔,笔尖相互接触,调节可调部件____________,使电表指针停在____________位置。

将红、黑表笔笔尖分别接触待测电阻器的两端,当指针摆稳后,表头的示数如图b所示,得到该电阻的阻值为____________Ω

测量完毕,应调节可调部件K,使它的尖端指向OFF或交流500V位置。

(2)若提供以下器材测量阻值约2000Ω定值电阻的阻值:

待测电阻Rx

电源E(电动势6V,内阻不计);

滑动变阻器R(最大电阻值为20Ω);

电流表A(量程为1mA,内阻约为50Ω);

电压表V1(量程为15V,内阻约为10kΩ);

电压表V2(量程为200mV,内阻为1kΩ);

定值电阻R0=9kΩ

开关一个,导线若干。

请选择合理的器材,尽可能减小实验误差,设计测量的电路图,画在方框内。

 

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某研究小组用如图所示实验器材验证动能定理。他们将两光电门固定在力学轨道上,两光电门之间的距离为l,质量为M的小车与质量为m的回形针通过细线和滑轮相连接(Mm),实验中用回形针拉动小车在轨道上运动。如图所示,记录下小车通过两光电门的时间分别为t1t2,测出挡光片的宽度为d,即可验证恒力做功的动能定理。

(1)为了减小实验误差,研究小组通过选择合适质量的回形针,提高实验精度。研究小组选取122.9g的小车和不同质量的回形针进行实验,得到如下表所示的实验结果。从表中数据看出,回形针的质量越小,实验误差____________

表:回形针质量与实验误差的关系

(2)研究小组以小车为研究对象,在实验中不考虑摩擦影响,若能获得等量关系式是____________(用t1t2dMml表示),即可验证恒力做功的动能定理。

(3)为进一步减小实验误差,研究小组继续减少回形针质量,发现实验误差反而增大了。你认为造成的原因是____________

 

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如图所示,均匀金属圆环的总电阻为4R,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环。金属杆OM的长为l,阻值为RM端与环接触良好,绕过圆心O的转轴以恒定的角速度ω顺时针转动。阻值为R的电阻一端用导线和环上的A点连接,另一端和金属杆的转轴O处的端点相连接。下列判断正确的是

A. 金属杆OM旋转产生的感应电动势恒为

B. 通过电阻R的电流的最小值为,方向从QP

C. 通过电阻R的电流的最大值为,且PQ两点电势满足

D. OM两点间电势差绝对值的最大值为

 

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一个英国人曾提出“人造天梯”的设想:在地球赤道正上方竖起一根足够长的“绳”,使“绳”随着地球同步自转,只要这根绳足够长,就不会坠落,可供人们沿绳攀登上天,即为“人造天梯”。某研究小组用如图所示模型探讨“天梯”的可能性,他们在“天梯”上离地心高于、等于和低于同步卫星高度处各取一小段,其质量分别为m1m0m2。设地球自转角速度为ω,地球半径为R。以下是研究小组分析论证,正确的是

A. 建“人造天梯”的设想从理论上是可行的,只要“人造天梯”的高度大于某一确定高度便能直立赤道上空供人们攀登

B. “人造天梯”上距地面高度恰好等于同步卫星高度的一小段(m0),其所需向心力为m0(R+r0)ω2

C. “人造天梯”上距地面高度大于同步卫星高度的一小段(m2),其所受地球引力小于随地球同步转动所需向心力,将有远离地心向上飘升趋势

D. 大量观察已证实地球自转速度慢慢减小。若只考虑地球自转因素影响,现在刚好能够直立于赤道上空“人造天梯”,若干年后“人造天梯”将会远离地心向上飘升

 

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