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某种回旋加速器的设计方案如图甲所示,图中粗黑线段为两个正对的极板,两个极板的板面...

某种回旋加速器的设计方案如图甲所示,图中粗黑线段为两个正对的极板,两个极板的板面中部各有一狭缝(沿OP方向的狭长区域),带电粒子可通过狭缝穿越极板(如图乙所示),当带电粒子每次进入两极板间时,板间电势差为U(下极板高于上极板电势),当粒子离开两极板后,级间电势差为零;两细虚线间(除开两极板之间的区域)既无电场也无磁场;其他部分存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面。在离子源S中产生的质量为m、电荷量为q(q>0)的离子,由静止开始被电场加速,经狭缝中的O点进入磁场区域,O点到极板右端的距离为D,到出射孔P的距离为4D。已知磁感应强度大小可以在零到某一最大值之间调节,离子从离子源上方的O点射入磁场区域,最终只能从出射孔P射出。假设如果离子打到器壁或离子源外壁则即被吸收。忽略相对论效应,不计离子重力,求:

(1)磁感应强度可能的最小值;

(2)调节磁感应强度大小为B1,计算离子从P点射出时的动能;

(3)若将磁感应强度在()范围内调节,写出离子能从P点射出时该范围内磁感应强度B所有的可能值;并计算磁感应强度B2时,离子在磁场中运动的时间。

 

(1);(2) 【解析】 14.【解析】 (1)设离子从O点射入磁场时的速率为v,有: 设离子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为r,有: 若离子从O点射出后只运动半个圆周即从孔P射出,有: r=2D 此时磁感应强度取得最小值,且最小值为: (2)若B1=,根据得 r1= 可知离子在磁场中运动半圈后将穿过上极板进入电场区域做减速运动,速度减到零后又重新反向加速至进入时的速率,从进入处再回到磁场区域。因为r1=,这样的过程将进行2次。  
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为研究无线传输电能,某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置,在短距离内点亮了灯泡,如图实验测得,接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.

①若用该装置给充电功率为10 W的电波充电,则损失的功率为__________W.

②若把甲线接入电压为220 V的电源,测得该线圈中的电流为0.195 A.这时,接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光,则此灯泡的功率为__________W.

 

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2018219日央视公开了中国战机缠斗敌机的一次真实经历。在执行任务中我国飞行员突然接到通知,在左后方出现紧急敌情,两架外军战机正从侧后方高速接近。于是我国飞行员立即做了一个眼镜蛇机动动作。这个动作可不简单,需要飞行员的身体承受5G的机动过载,也就说当时相当于五个人的体重压在身上,严重时会出现黑视,甚至是晕厥等现象。而外军战机看到中国战机这个动作后知道自己占不到便宜要吃亏后,立马掉头就跑这次飞行表演中,飞行员驾驶飞机在竖直面内做半径为R的圆周运动,在最高点时飞行员头朝下,已知飞行员质量为m、重力加速度为g;

(1)若飞行员在最高点座椅对他的弹力和飞机在地面上起飞前一样,求最高点的速度?

(2)若这位飞行员以(1)中的速度从最高点加速飞到最低点,且他在最低点能承受的最大竖直加速度为5g,求飞机在最低点的最大速度及这个过程中飞机对飞行员做的功?

 

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20180207日人类现役运力最强的火箭重型猎鹰(Falcon Heavy)成功在肯尼迪航天中心完成了发射并完成一、二级火箭回收!这家叫做 SpaceX 的公司和那个名为马斯克的男人再次成为万众瞩目的焦点。其中一级火箭回收的过程可以简化为:猎鹰火箭发射上升至3436m的高空后开始下落,经过几秒到达距地面3256m高度处,立即打开反推器开始匀速下降50s,快到达地面前改变发推器而减速,成功落地时速度为4m/s。重力加速度的大小g10 m/s2不考虑空气阻力。

⑴求该火箭从静止开始下落至3256m高度处所需的时间及其在此处速度的大小;

⑵若该火箭总质量m=5000 kg,试求火箭在减速下降时受发推器作用力的大小。

 

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选自某兴趣小组对市场中电线进行调查,

(1)如图所示,采用绕线法测得该电线直径为____________mm;   

(2)取长度为100m的电线,欲测其电阻:

①先用多用电表进行粗略测量,将多用表选择开关置于“×10”档并调零后,两表笔接触待测电阻的两端进行测量,表盘指针如图所示。为了使测量值更准确,选择开关应置于______(填“×1”、“×100”“×1K”),并两表笔短接,调节图3___(“A”“B”) 重新调零后进行测量

②再用伏安法测量其电阻,并设计图4电路,则电压表的另一端应接______(填a),测量得电压表示数为4.50V,而电流表读数如图5所示,则所测的电阻为_________Ω。

 

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某同学探究钩码的加速度与合力的关系,其实验装置如图所示。一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上,用轻绳绕过定滑轮及光滑的动滑轮将滑块与弹簧测力计相连。实验中保持钩码的质量不变,在滑块上增加砝码进行多次测量,每一次滑块均从同一位置P由静止开始释放,在钩码带动下滑块向右运动,此过程中,记录弹簧测力计的示数F 和光电门遮光时间t,用弹簧测力计测出钩码所受的重力G,用刻度尺测出P 与光电门间的距离s,用螺旋测微器测出滑块上窄片的宽度d

(1)实验中 _________ (需要不需要”)平衡滑块受到的滑动摩擦力。

(2)钩码的加速度大小a= ____ (用含有dls 的表达式表示)

(3)根据实验数据绘出的下列四幅图象中,最符合本实验实际情况的是 ________

A.

B.

C.

D.

 

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