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某空间分为上、下两部分,上部分存在垂直纸面的匀强磁场,该磁场的磁感应强度为B,下...

某空间分为上、下两部分,上部分存在垂直纸面的匀强磁场,该磁场的磁感应强度为B,下部分存在水平向左的匀强电场,该电场的电场强度大小为E,剖面图如图所示,MN为电、磁场的分界线。OP垂直MNO为垂足,粒子放射源可沿OP移动,该放射源可放出质量为m,电荷量为q的带正电的粒子,粒子的速度方向与OP角偏向电场的反方向。由放射源放出的所有粒子经过电场后都垂直的通过MN,其中某个粒子经过磁场后打到O点。不计粒子的重力和粒子对电、磁场的影响,完成下列问题。

(1)在图中定性画出打到O点的粒子在电、磁场中的运动轨迹;

(2)求粒子放射源放出粒子的速度v与放射源距O点的距离d之间的关系;

(3)求匀强磁场的方向及放射源在放出能打到O点的粒子时距O点的距离d0

 

(1)见解析;(2);(3)磁场方向垂直纸面向里, 【解析】 (1)粒子垂直的通过,可知粒子在电场中做类平抛的逆运动,在磁场中做匀速圆周运动,粒子在电、磁场中的运动轨迹如图 (2)粒子在逆电场方向做匀减速运动,有 粒子垂直电场方向做匀速运动,有 整理得 (3)粒子逆电场方向做匀减速运动的位移 粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛仑兹力提供向心力,根据左手定则可判断磁场方向垂直纸面向里,则有 解得 由几何关系知 联立解得  
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如图所示,两光滑平行导轨竖直放置,导轨间距为L。把质量为m,长度为L的导体棒置于导轨顶端,用螺栓挡住导体棒防止其下滑,导体棒处于水平。导轨底端接有已充电的电容器,电容器左侧极板带正电荷。闭合电键,导体棒离开导轨向上运动,经测得从闭合电键到导体棒上升到最高点所用时间为t。假设闭合电键后,电容器所带电荷量全部放出,导体棒上升过程一直保持水平。整个空间处于垂直导轨平面的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,重力加速度为g。求:

(1)判断磁场的方向并简述理由;

(2)电容器所带电荷量q

 

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测一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图如图甲所示,图中电压表的示数表示路端电压,电流表的示数表示电路的总电流,滑动变阻器用于改变外电路的电阻。请回答下列问题:

(1)甲图所示的电路图的实验误差是______(填电压表的分流电流表的分压)。

(2)某同学对实验做了适当改进,如乙图所示,给电压表串联一个与电压表内阻相等的定值电阻。

①丙图中的图线为路端电压随总电流的变化关系图线,其中一条是由甲图电路得出的,另一条是由乙图电路得出的,则由甲图电路得出的是_____(填“a”或“b”),测量误差较小的是____(填“a”或“b”)。

②干电池真实的图线应位于丙图中的_____位置(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”)。

 

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如图所示为研究弹簧的弹性势能与弹簧形变量x关系的实验装置。使木板倾斜一个适当的角度,在木板的顶端固定着弹射器,可把小物块以不同的速度沿木板向下弹出。木板底端固定着要研究的弹簧,弹簧处于自然长度时,弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐,并在该位置安装速度传感器,以便测出小物块到该位置的速度。已知小物块的质量为m,回答下列问题:

(1)若速度传感器显示的示数为v0,则弹簧最大的弹性势能为______

(2)关于长木板倾斜及弹簧的选择下列说法正确的是_______

A.长木板倾斜是为了增大小物块接触弹簧时的速度

B.长木板倾斜是为了平衡摩擦力,使小物块动能全部转化为弹簧的弹性势能

C.弹簧应选择尽量长些且劲度系数较小的

D.弹簧应选择尽量长些且劲度系数较大的

(3)如何较准确的测量弹簧的最大形变量?_______

 

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质量为m的物块放置在倾角为θ的斜面上,通过跨过定滑轮上的细绳与质量为M、体积很小的小球相连,小球置于半径为R的半圆状环形管的左侧开口端,小球直径略小于半圆状环形管的管径,连接小球的细绳处于竖直,整个装置如图所示。静止释放小球和木块,小球将沿着环形圆管运动,木块沿着斜面运动,不计一切摩擦阻力,下列说法中正确的是(    

A.小球和木块的质量满足Mmsinθ

B.小球的速度达最大时,小球和圆心的连线与竖直方向夹角的正弦值为

C.若小球运动到圆环的最低点,那么木块重力势能增加量为mgR

D.若小球运动到圆环的最低点,那么木块动能的增加量为

 

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如图所示,螺线管竖直放置,两端分别与导轨MNPQ相连,导轨处于图中所示的匀强磁场中,金属棒ab与导轨接触良好。为了使螺线管正上方的金属圆环L处于静止状态,金属棒ab需在导轨上移动,下列各种说法中正确的是(     

A.金属棒ab向左加速移动,金属圆环L中感应电流为顺时针方向(仰视)

B.金属棒ab向左加速移动,金属圆环L中感应电流为逆时针方向(仰视)

C.为使金属圆环L处于静止状态,金属棒ab可向右做匀加速运动

D.为使金属圆环L处于静止状态,金属棒ab可向右做加速度减小的加速运动

 

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