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如图所示,在竖直平面内建立坐标系xoy,第I象限坐标为(x,d)位置处有一微粒发...

如图所示,在竖直平面内建立坐标系xoy,第I象限坐标为(x,d)位置处有一微粒发射器P,第II、III、IV象限有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场。某时刻微粒发射器P沿x轴负方向以某一初速度发出一个质量为m、电荷量为q的带正电微粒。微粒从处经过y轴且速度方向与y轴负方向成45°角。其后微粒在匀强磁场中偏转后垂直x轴返回第I象限。已知第II、III、IV象限内匀强电场的电场强度。重力加速度为g,求:

(1)微粒刚从发射器射出时的初速度及微粒发射器P的横坐标x;

(2)微粒从发射器射出到返回第I象限上升到最高点所用的总时间。

 

(1) (2) 【解析】 试题小球在第一象限做平抛运动,应用平抛运动规律求出小球的初速度与距离;小球在匀强磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系求出运动的半径,进而求出磁感应强度,求出微粒在匀强磁场中运动的时间和微粒返回到第I象限后上升到最大高度所用时间,进而求出总时间。 (1)带电微粒从发射器射出后做平抛运动,设初速度为 沿水平方向,,沿竖直方向, 速度关系为:, 联立解得: (2)如图所示,带电微粒进入垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场中 受竖直向上的电场力:qE=mg 在洛伦兹力作用下匀速圆周运动,有 微粒在匀强磁场中运动的线速度 由几何关系可得,微粒做匀速圆周运动的半径 微粒在匀强磁场中运动的时间 其中周期,联立解得 设微粒返回到第I象限后上升到最大高度所用时间 所以,微粒从射出到返回第I象限上升到最高点所用的总时间
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考点分析:
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如图所示,两根半径为r=0.5m圆弧轨道,间距为L=1m,其顶端ab与圆心处等高,轨道光滑且电阻不计,在其上端连有一阻值为R=2Ω的电阻,整个装置处于辐向磁场中,圆弧轨道所在处的磁感应强度大小均为B=1T.将一根长度稍大于L,质量为m=1kg、电阻为R0=1Ω的金属棒从轨道顶端ab处由静止释放。已知当金属棒到达如图所示的cd位置(金属棒与轨道圆心连线和水平面夹角为θ=60°)时,金属棒的速度达到最大;当金属棒到达轨道底端ef时,对轨道的压力为1.5mg。求:

(1)当金属棒的速度最大时,流经电阻R的电流大小和方向;

(2)金属棒滑到轨道底端的整个过程中流经电阻R的电量;

(3)金属棒滑到轨道底端的整个过程中电阻R上产生的热量。(g=10m/s2

 

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如图所示,半径R = 0.1m的竖直半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切,AB距离x = 1m。质量m = 0.1kg的小滑块1放在半圆形轨道末端的B点,另一质量也为m = 0.1kg的小滑块2,从A点以m/s的初速度在水平面上滑行,两滑块相碰,碰撞时间极短,碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。已知滑块2与水平面之间的动摩擦因数μ = 0.2。取重力加速度。两滑块均可视为质点。求

(1)碰后瞬间两滑块共同的速度大小v;

(2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能

(3)在C点轨道对两滑块的作用力F。

 

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某兴趣小组欲通过测定工业污水(含有多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200Ω•m).如图甲所示为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左右两侧带有接线柱.容器内表面长a=40cm,宽b=20cm,高c=10cm.将水样注满容器后,用多用电表粗糙水样电阻约为2750Ω。

(1)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:

A.电流表(量程5mA,电阻RA约为20Ω)

B.电压表(量程15V,电阻RV约为10kΩ)

C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)

D.电源(12V,内阻约10Ω)

E.开关一只、导线若干

请在图乙实物图中完成电路连接.

(2)正确连接电路后,闭合开关,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,测出一系列数据如下表所示,请在如图丙所示的坐标纸中作出U-I关系图线.

(3)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为_________Ω•m.据此可知,所测水样在电阻率这一指标上_______(选填达标不达标”)。

 

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某活动小组利用如图所示的装置测定物块A与桌面间的最大静摩擦力,步骤如下:

①按图组装好器材,使连接物块A的细线与水平桌面平行

②缓慢向矿泉水瓶内加水,直至物块A恰好开始运动

③用天平测出矿泉水瓶及水的总质量m;

④用天平测出物块A的质量M;

(1)该小组根据以上过程测得的物块A与桌面间的最大静摩擦力为______,本小组采用注水法的好处是__________________________________________.(当地重力加速度为g)

(2)若认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物块A与桌面间的动摩擦因数为______

 

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如图所示,处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中的矩形线框MNPQ,以恒定的角速度绕对角线NQ转动.已知MN长为l1,NP长为l2,线框电阻为R.t=0时刻线框平面与纸面重合,下列说法正确的是(  )

A. 矩形线框产生的感应电动势有效值为

B. 矩形线框转过π时的电流强度为零

C. 矩形线框转动一周,通过线框任意横截面电荷量为

D. 矩形线框转过π过程中产生的热量为

 

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