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如图所示,相距为d的平行金属板M、N间存在匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度为B...

如图所示,相距为d的平行金属板MN间存在匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场;在xOy直角坐标平面内,第一象限有沿y轴负方向场强为E的匀强电场,第四象限有垂直坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的正离子(不计重力)以初速度v0沿平行于金属板方向射入两板间并做匀速直线运动,从P点垂直y轴进入第一象限,经过x轴上的A点射出电场进入磁场。已知离子过A点时的速度方向与x轴成45°角。求:

(1)金属板MN间的电压U

(2)离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C(图中未画出)与坐标原点的距离OC和从PC的时间tPAC

(3)若已知OA=l, 只有第四象限磁场方向反向且大小变化,其他条件均不变,要使正离子无法运动到第二象限,则磁感应强度B大小应满足什么条件。

 

(1)U=B0v0d.(2)+(3)①②或. 【解析】(1)设平行金属板M、N间匀强电场的场强为E0,则有U=E0d. 因为离子在金属板方向射入两板间并做匀速直线运动有qE0=qv0B0. 解得金属板M、N间的电压U=B0v0d. (2) 在第一象限的电场中离子做类平抛运动,有cos 45°= 故离子运动到A点时的速度v=v0 在磁场中洛伦兹力提供向心力有qvB=m 得 如图所示,由几何知识可得 又 因此离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C与坐标原点的距离: 又qE=ma, , vy=a t1 解得离子在电场E中运动到A点所需时间 离子在磁场B中运动到C点所需时间 离子从P到C的时间tPAC=+. (3).①作出粒子刚好能再进入电场的轨迹如图所示。设此时的轨迹半径为r,由几何关系有: 粒子在磁场中的速度: 根据牛顿定第二定律: 联立解得: . 要使离子无法运动到第二象限,磁感应强度B的范围 ②作出粒子刚好垂直y轴沿x轴负方向进入第三象限。设此时的轨迹半径为r,由几何关系有: 粒子在磁场中的速度: 根据牛顿定第二定律: 联解得: . 要使离子无法运动到第二象限,磁感应强度B的范围. 要使离子无法运动到第二象限,磁感应强度B的范围或.  
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如图所示,质量为m=2 kg的物体,在水平力F=16 N的作用下,由静止开始沿水平面向右运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,若F作用t1=2 s后撤去,撤去F后又经t2=2 s,物体与竖直墙壁相碰,若物体与墙壁作用时间t3=0.1 s,碰撞后反向弹回的速度v′=6 m/s,(g取10 m/s2).求:

1)物体开始碰墙时的速度大小;

2)墙壁对物体的平均作用力大小;

3)物体由静止开始运动到碰撞后反向弹回的速度v6 m/s的过程中合外力的冲量

 

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为了测量一个量程0~3V、内阻约3 kΩ的电压表的内电阻,提供实验器材有:A.待测电压表V1

B.电流表A1(0~0.6A,内阻约0.2Ω);

C.电压表V2(量程0~10 V,内电阻约10kΩ);

D.滑动变阻器R1(0~50Ω,额定电流0.5A);

E.定值电阻R=5 kΩ;F.电源E(电动势8V,内阻较小);

G.开关一个、导线若干。

(1).在虚线框内画出正确的实验电路图。(要求测量值尽可能精确、测量值的变化范围尽可能大一些,所用器材用对应的符号标出)

 

 

 

 

(2).实验时需要测得的物理量有________。(用符号表示并说明其物理意义)

(3).待测电压表内电阻表达式为=________。〔用(2)中符号表示〕

 

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在做用单摆测定重力加速度的实验时,

1如果测定了40次全振动的时间如下图中秒表所示,则单摆的振动周期是______s(结果保留3位有效数字)

2如果测得的g值偏大,可能的原因是_________(填写代号)

A.测摆长时,忘记了加上摆球的半径

B.摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了

C.开始计时时,秒表过早按下

D.实验中误将39次全振动次数记为40

3实验测得的数据后,并在图中作出T2l变化的关系图像如右上图所示。根据图像,可求得当地的重力加速度为_________m/s23.14,结果保留3位有效数字)

 

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某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动。他设计的装置如图甲所示。在小车A后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz,长木板下垫着小木片以平衡摩擦力。

1若已测得打点纸带如图乙所示,并测得各计数点的间距(已标在图上)A为运动的起点,则________(填写代号)

A.应选BC段来计算A碰前的速度,应选DE段来计算AB碰后的共同速度

B.应选BC段来计算A碰前的速度,应选CD段来计算AB碰后的共同速度

C.应选AB段来计算A碰前的速度,应选DE段来计算AB碰后的共同速度

D.应选AB段来计算A碰前的速度,应选CD段来计算AB碰后的共同速度

2已测得小车A的质量m10.4 kg,小车B的质量m20.2 kg,则碰前两小车的总动量为________kg·m/s,碰后两小车的总动量为________ kg·m/s。(结果保留三位小数)

 

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如图甲所示,倾角300、上侧接有R=1Ω的定值电阻的粗糙导轨(导轨电阻忽略不计、且ab与导轨上侧相距足够远),处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1 T的匀强磁场中,导轨间距L=1m。一质量m=2kg,阻值r=1Ω的金属棒,在作用于棒中点、沿斜面且平行于导轨的拉力F作用下,由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动,棒运动的速度一位移图像如图乙所示(b点为位置坐标原点)。若金属棒与导轨间动摩擦因数g=10m/s2,则金属杆从起点b沿导轨向上运动x=1m的过程中(    )

A. 金属棒做匀加速直线运动

B. 金属棒与导轨间因摩擦产生的热量为10J

C. 电阻R产生的焦耳热为0.25J

D. 通过电阻R的感应电荷量为1C

 

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