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如图所示,真空中以为圆心,半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁...

如图所示,真空中以为圆心,半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场,圆形区域的最下端与xoy坐标系的x轴相切于坐标原点O,圆形区域的右端与平行y轴的虚线MN相切,在虚线MN右侧x轴的上方足够大的范围内有方向水平向左的匀强电场,电场强度E=1.0×105 N/C。现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范围内发射速率均为v0=1.0×106m/s的带正电粒子,粒子在磁场中的偏转半径也为r=0.1m,已知粒子的比荷,不计粒子的重力、粒子对电磁场的影响及粒子间的相互作用力,求:

(1)磁场的磁感应强度B的大小;

(2)沿y轴正方向射入磁场的粒子,在磁场和电场中运动的总时间;

(3)若将匀强电场的方向改为竖直向下,其它条件不变,则粒子达到x轴的最远位置与最近位置的横坐标之差。

 

(1) (2) (3) 【解析】(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由  ① 可得:B=0.1T   ② (2)分析可知,带电粒子运动过程如图所示, 由粒子在磁场中运动的周期      ③ 可知粒子第一次在磁场中运动的时间:t1=T    ④        ⑤ 粒子在电场中的加速度  ⑥ 粒子在电场中减速到0的时间:    ⑦ 由对称性,可知运动的总时间:   ⑧ 即 t=5.14×10-7s    ⑨ (3)由题意分析可知, 当粒子沿着y轴两侧30°角射入时,将会沿着水平方向射出磁场区域,之后垂直虚线MN分别从P'、Q'射入电场区,做类平抛运动,最终到达x轴的位置分别为最远位置P和最近位置Q. 由几何关系P'到x轴的距离y1=1.5r   最远位置P坐标为             Q'到x轴的距离y2=0.5r               最近位置Q坐标为 所以,坐标之差为                       代入数据得:△x=0.0732m 点睛:考查粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,在电场力作用下做类平抛运动,掌握两种运动的处理规律,学会运动的分解与几何关系的应用.注意正确做出运动轨迹是解题的重点.  
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考点分析:
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水平传送带由静止启动时,带动传送带上的物体一起开始运动,物体的质量。如图是传送带和物体启动过程的速度图像,重力加速度为。根据图像上的信息求:

⑴物体与传送带间的动摩擦因数

⑵由启动到稳定运动,物体在传送带上留下的痕迹长度

⑶启动过程物体与传送带摩擦产生的热量

 

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某实验小组为了测定小灯泡的伏安特性曲线,选取了如图甲所示的实验器材。待测小灯泡的额定电压为3.2V,要求测量范围尽量大一些,并描绘出小灯泡的伏安特性曲线。

⑴选取电源的电动势4.0V,电源内阻不计。同学们为了精确测量电压,需要将量程的电压表改装为量程4.0V,已知1.0V电压表的内阻为,需要给电压表______(选填:串联、并联)一个________ 的定值电阻。

⑵用笔代替导线,将仪器实物图按实验要求连接好

⑶同学们正确实验后描绘出小灯泡伏安特性曲线如图乙所示,由伏安特性曲线可知,当小灯泡两端电压增大、灯丝温度升高时,电阻______(选填:增大、不变、减小)。正常工作时灯丝电阻等于__ ,额定功率是________W(均取两位有效数字)。

⑷将实验时所用的电源串联上一个的电阻,再与这个小灯泡直接串连在一起,则小灯泡的实际功率是_________W(取两位有效数字)

 

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有同学设计了一个估测图甲所示吹风机出风口最强档气流速度的简易实验。图乙是实验的原理示意图,轻质挡板放在摩擦可以忽略的平台上,连接挡板的轻质弹簧固定在右壁上,所用精密弹簧的劲度系数。该同学测量了吹风机圆形出风口的横截面积为。风机内加热后空气密度

⑴吹风机电源关闭时挡板左边缘静止在处,吹风机靠近挡板,正对着挡板吹风时,挡板左边缘处的刻度如图所示,则________

⑵该同学利用所学动量定理的知识,推导出计算风速的公式_________(用上述物理量的代表字母表示)。

⑶吹风机出风口处的风速为__________ (保留三位有效数字)。

 

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如图所示,光滑的直角墙壁处有A、B两个物体,质量分别为,两物体间有一压缩的轻质弹簧用细线绷住,弹簧两端拴在物体上,弹簧储存的弹性势能为,初时B物体紧靠着墙壁。将细线烧断,A物体将带动B物体离开墙壁,在光滑水平面上运动。由此可以判断(    )

A. 烧断细线后,A、B物体和弹簧组成的系统机械能、动量均守恒

B. 物体B离开墙壁后,弹簧的最大弹性势能等于

C. 物体B离开墙壁后弹簧第一次恢复原长时,A物体速度方向有可能向左

D. 每当弹簧恢复原长时A物体的速度都等于

 

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由不计电阻的导体构成的平行倾斜轨道框架,倾角为,顶端连接一个阻值为R的电阻,如图所示。轨道宽度为L,有一质量为m、电阻为r的导体棒垂直横跨在轨道上,磁感应强度为B的匀强磁场垂直轨道平面向下,导体棒与轨道间的动摩擦因数为。导体棒从P位置由静止释放,到达N位置时以最大速度开始做匀速运动。P、N位置间的高度差为h。据此判断下列论述中正确的是(     )

A. 导体棒的最大加速度为

B. 导体棒下滑的最大速度为

C. 从P运动到N位置过程中,电阻R上产生的焦耳热

D. 从P运动到N位置过程中,通过电阻R的电荷量

 

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