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如图所示,M、N为两平行金属板,期间电压为U。质量为m、电荷量为+q的粒子,从M...

如图所示,MN为两平行金属板,期间电压为U。质量为m、电荷量为+q的粒子,从M板由静止开始经电场加速后,从N板上的小孔射出,并沿与ab垂直的方向由d点进入abc区域,不计粒子重力,一直bc=lc=60°b=90°ad=

(1)求粒子从N板射出时的速度v0

(2)abc区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,要使粒子不从bc边界射出,则磁感应强度应为多大?

(3)abc区域内存在平行纸面且垂直bc方向的匀强电场,要使粒子不从ac边界射出,电场强度应为多大?

 

(1) (2) (3) 【解析】(1)带电粒子在MN间加速: (2)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,磁感应强度越大,半径越小;当磁感应强度最小时,恰不从ac边界射出粒子到达ac边界时,速度方向沿ac方向。设轨迹圆的最小半径为r,根据 由几何关系: 解得,所以 (3)带电粒子在电场中做类平抛运动,电场强度最小为E0时,粒子运动到ac界面的速度方向沿ac方向,设ab和bc方向的位移大小分别为x、y,到达界面时沿ab方向分速度大小为vy: x=v0t 解得 粒子到达ac界面的速度的大小为v 解得,所以  
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如图所示,足够长的光滑水平面与半径为R的四分之一光滑圆弧轨道平滑连接,质量为m的小球A从圆弧最高点M由静止释放,在水平面上与静止的小球B发生弹性正碰。已知重力加速度为g,两小球均可视为质点,求:

(1)小球A刚好到达圆弧轨道最低点N时,对轨道的压力大小;

(2)若要求两球发生二次碰撞,小球B的质量mB应满足的条件。

 

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某同学在“测定金属丝的电阻率”的实验中:

(1)为了精确地测出金属丝的电阻,需用欧姆表对金属丝的电阻粗测,用多用电表“×1”欧姆挡粗测其电阻示数如图甲,则阻值为________Ω。

(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,从图乙中可以读出该金属丝的直径d________mm。

(3)除刻度尺、金属丝Rx、螺旋测微器外,实验室还提供如下器材,为使测量尽量精确,电流表应选___________(选填“A1”或“A2”),电压表应选________(选填“V1”或“V2”)。

电源E(电动势为3 V、内阻约为0.5 Ω)

滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)

电流表A1(量程0.6 A、内阻约为2 Ω)

电流表A2(量程1 A、内阻约为1 Ω)

电压表V1(量程15 V、内阻约为3 000 Ω)

电压表V2(量程3.0 V、内阻约为1 000 Ω)

开关一只、导线若干

(4)在测量金属丝Rx阻值时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,请在图丙中画完整测量金属丝Rx阻值的电路图(图中务必标出选用的电表、电阻和滑动变阻器的符号) ________

(5)若用刻度尺测得金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得金属丝的直径为d,电流表的读数为I,电压表的读数为U,则该金属丝的电阻率表达式为ρ________(用LdIU表示)。

 

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“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中,甲、乙两位同学实验时都先正确平衡摩擦力。实验装置如图甲、乙所示,甲同学在实验时用细线一端连接小车、另一端连接钩码,钩码的重力作为细线的拉力;乙同学利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力,两位同学通过改变钩码的个数,确定加速度与细线拉力F的关系。已知甲图中小车的质量等于乙图中力传感器与小车的质量之和。

(1)为减小实验误差,甲同学在实验过程中,小车的质量要________(选填“”或“”)钩码的质量。乙同学在实验过程中,_______(选填“需要”或“不需要”)满足这个条件。

(2)甲、乙两位同学在实验中采用相同质量的小车,用甲、乙两位同学得到的实验数据在同一坐标中作出图象a­F,如图丙所示图线①②,其中图线①是_______同学所作出的图象,图线②是_______同学所作出的图象。图象中随着F的增大,图线_______将发生弯曲。

 

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如图甲所示,质量m=3.0×10-3kg的金属细框竖直放置在两水银槽中,细框的水平细杆CDl=0.20 m,处于磁感应强度大小B1=1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中。有一匝数n=300、面积S=0.01 m2 的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示。t=0.22 s时闭合开关K,细框瞬间跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力),跳起的最大高度h=0.20 m。不计空气阻力,重力加速度 g=10 m/s2,下列说法正确的是

A. 0~0.10 s内线圈中的感应电动势大小为3 V

B. 开关K闭合瞬间,CD中的电流方向为由CD

C. 磁感应强度B2的方向竖直向下

D. 开关K闭合瞬间,通过CD的电荷量为0.03 C

 

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如图甲所示电路中的理想变压器原线圈a匝数n1=500,副线圈b匝数n2=100,线圈a接在如图乙所示的交变电压的交流电源上,“3 V,6 W”的灯泡恰好正常发光,电阻R2=18.5 Ω,电压表为理想电表。下列推断正确的是

A. 交流电源的频率为100 Hz

B. 穿过铁芯的磁通量的最大变化率为Wb/s

C. 电压表的示数为44 V

D. R1消耗的功率为8 W

 

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