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如图甲所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场.匀强磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域...

如图甲所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场.匀强磁场分为ⅠⅡ两个区域,其边界为MNPQ,磁感应强度大小均为B,方向如图所示,Ⅰ区域高度为dⅡ区域的高度足够大.一个质量为m、电量为q的带正电的小球从磁场上方的O点由静止开始下落,进入电、磁复合场后,恰能做匀速圆周运动.

     

图甲                                        图乙

(1)求电场强度E的大小;

(2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点,求带电小球释放时距MN的高度h

(3)若带电小球从距MN的高度为3hO'点由静止开始下落,为使带电小球运动一定时间后仍能回到O'点,需将磁场Ⅱ向下移动一定距离(如图乙所示),求磁场Ⅱ向下移动的距离y及小球从O'点释放到第一次回到O'点的运动时间T

 

(1) (2) (3) 【解析】(1)带电小球进入复合场后恰能做匀速圆周运动,则电场力与重力平衡,得 (2+2分) (2)只有小球从进入磁场的位置离开磁场,做竖直上抛运动,才能恰好回到O点 (2+2+2=6分) 解得:(2分) (3)当带电小球从距MN的高度为3 h的O'点由静止开始下落时,应有 (2+1分) 画出粒子的运动轨迹,如右图所示,在中间匀速直线运动过程中,粒子的速度方向与竖直方向成30°角,根据几何关系,可得 (2分) 粒子自由落体和竖直上抛的总时间 (1分) 粒子圆周运动的总时间 (2分) 粒子匀速直线运动的总时间 (1分) 一个来回的总时间 (1分)  
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如图所示,在竖直平面内半径为R的光滑圆形绝缘轨道的内壁,有质量分别为m2mAB两个小球用长为R的绝缘细杆连接在一起,A球不带电,B球所带的电荷量为-qq>0)。整个装置处在竖直向下的匀强电场中。开始时A球处在与圆心等高的位置,现由静止释放,B球刚好能到达轨道右侧与圆心等高的位置C。求:

(1)匀强电场电场强度的大小E

(2)B小球运动到最低点P时,两小球的动能分别是多少;

(3)两小球在运动过程中最大速度的大小。

 

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如图所示是一种升降电梯的模型示意图,A为轿厢,B为平衡重物,AB的质量分别为mA=1.5KgmB=1KgAB由跨过轻质滑轮的足够长轻绳系住.在电动机牵引下使轿厢由静止开始向上运动,电动机输出功率10W保持不变,轿厢上升h=1m后恰好达到最大速度.不计空气阻力和摩擦阻力,g=10m/s2.在轿厢向上运动过程中,求:

1)当轿厢的速度v=1m/s时,轿厢的加速度a

2)轿厢的最大速度vm

3)轿厢从开始运动到恰好达到最大速度过程中所用的时间.

 

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如图所示,两根光滑的足够长直金属导轨曲abcd平行置于竖直面内,导轨间距为L,在导轨上端接有阻值为R的电阻。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻为r的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。金属棒下落高度为h时速度恰好达到最大速vm。重力加速度为g,不计导轨的电阻。求:

(1)磁感应强度B的大小;

(2)金属棒从开始释放到下落高度为h的过程中,通过金属棒MN的电荷量q

(3)金属棒从开始释放到下落高度为h的过程中,电阻R上产生电热QR

 

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某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,步骤如下:

1)用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图1,由图可知其长度为_____

2)用螺旋测微器测量其直径如图2所示,由图可知其直径________________

3)用多用电表的电阻档,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘示数如图3所示,则该电阻的阻值约为____________

4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:

待测圆柱体电阻R

电流表(量程,内阻约

电流表(量程,内阻约

电压表(量程,内阻约

电压表(量程,内阻约

直流电源E(电动势,内阻不计)

滑动变阻器(阻值范围,允许通过的最大电流

滑动变阻器(阻值范围,允许通过的最大电流

开关S.导线若干

为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,某同学设计了如图4的电路,试指出不妥之处____________

A.电流表应选

B.电流表应采用外接法

C.滑动变阻器应采用分压式接法

D.滑动变阻器应采用

 

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某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动,实验中使用的电磁打点计时器的打点周期为T,他的实验步骤如下:

①按图甲安装好实验器材;

②让拖着纸带的小车沿平板斜面开始向下运动,接通电源,重复几次;

③选出一条点迹比较清晰的纸带,舍去开始比较密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如图乙中0126点所示;

④测量相邻两个计数点之间的距离,分别记作s1s2s3s6

⑤通过测量和计算,判断出小车沿平板斜面做匀变速直线运动。

1)在上面甲图中,图中明显存在的问题是_____________________;电源应该接________电源(选填直流或交流);实验操作过程中明显的错误是__________________

2)若实验装置安装和操作过程完全正确,利用该同学测量的数据可以得到小车的加速度,计算加速度得到的表达式是a_________________

3)若该同学在实验中用量角器还测出了平板斜面的倾角α,且已知当地的重力加速度为g,则在以下物理量中,还能计算出________(填字母序号)。

A.小车的质量                           B.小车与平板斜面之间的动摩擦因数μ

C.小车到达斜面底端时的动能             D.小车滑下过程中损失的机械能

 

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