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如图所示,金属板的右侧存在n(n大于2)个有理想边界的匀强磁场,磁场的上边界与下...

如图所示,金属板的右侧存在nn大于2)个有理想边界的匀强磁场,磁场的上边界与下边界间的距离足够大。相邻磁场的方向相反,ABCD区域里磁场的方向垂直于纸面向里,CDEF区域里磁场的方向垂直于纸面向外,以此类推,第n个磁场方向向里。区域中磁感应强度的大小均为B,磁场区域的宽度均相同。当加速电压为某一值时,一电子由静止开始,经电场加速后,以速度v0垂直于磁场边界AB进入匀强磁场,经的时间后,到达另一磁场边界EF.已知电子的质量为m,电荷量为e. :

(1)每一磁场的宽度d

(2)若要保证电子能够到达磁场边界EF,加速电压U至少为多少?

(3)现撤去加速装置,使ABCD区域的磁感应强度变为2B,第n个磁场(最右侧)磁感应强度变

(其它磁场均不变),使电子仍以速率v0从磁场边界AB的同一位置射入,可改变射入时速度的方向.现使得电子穿过ABCD区的时间最短,求电子穿出整个磁场区域的时间t和电子从磁场射出的位置到水平虚线的距离x.

 

(1) (2) (3) 【解析】电子在磁场中做匀速圆周运动,根据时间与周期的关系求得轨迹对应的圆心角,由洛仑兹力提供向心力得到轨迹半径,再由几何关系求解磁场的宽度d;电子恰好不从EF边穿出磁场,其轨迹应和CD相切,得到半径,求出速度大小,再由动能定理求加速电压U;若要电子穿过ABCD区域的时间最短,则需要电子对称地穿过ABCD区域,作图轨迹,得到电子在两区域的半径关系,由轨迹的圆心角求解时间值,并未从第n个磁场右侧射出磁场,经过半周后返回第n-1个磁场,最后从AB边射出磁场,粒子运动的整个轨迹完全对称求从进入磁场到离开磁场的总时间和电子从磁场射出的位置到水平虚线的距。 【解析】 (1)电子在每一磁场中运动的时间为 故电子的在磁场中转过 电子在磁场中运动时,洛仑兹力提供向心力即 由图可知 解得 (2)若电子恰好不从CD边穿出磁场,电子应和CD相切,在ABCD区域中转半圈后从AB边离开磁场,设此时对应的电压为U,电子进入磁场时的速度为v,则 解得 (3)若要电子穿过ABCD区域的时间最短,则需要电子对称地穿过ABCD区域, 电子在两区域的半径关系 由 解得 θ=450 第一段时间 在区域CDEF中的圆心必在EF边上(如图内错角)Φ=θ 第二段时间 电子通过之后的每个磁场的时间均为直至第n个磁场的磁感应强度为, 故并未从第n个磁场右侧射出磁场,经过半周后返回第n-1个磁场,最后从AB边射出磁场,粒子运动的整个轨迹完全对称。故从进入磁场到离开磁场的总时间为 电子从磁场中射出位置到水平虚线的距离  
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考点分析:
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图中的AOB是游乐场中的滑道模型,它位于竖直平面内,由两个半径都是R1/4圆周连接而成,它们的圆心O1O2与两圆弧的连接点O在同一竖直线上.O2B沿水池的水面.假设所有接触面摩擦不计,一小滑块可由弧AO的任意点从静止开始下滑.

(1)由A点静止释放的小滑块,其落水点到O2的距离?

(2)若小滑块从静止开始下滑到脱离滑道过程中,在两个圆弧上滑过的弧长相等,则小滑块开始下滑时应在圆弧AO上的何处?(用该处到O1连线与竖直线夹角θ的三角函数表示).

 

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如图所示,该电路在测量电源电动势和内阻的同时也能完成对未知电阻Rx的测量。实验室提供的器材如下:

A.待测电阻Rx (9Ω)             

B.待测电源            

C.电阻箱(0~99.9Ω)            

D.电压表V1(量程6V,可以视为理想电表)

E.电压表V2(量程3V,内阻约4kΩ)

(1)如果纵坐标表示两个电压表读数之比,横坐标表示电阻箱的阻值R,实验结果的图像如图一。则待测电阻Rx =________Ω (答案保留两位有效数字)

(2)在上问中,由于电压表V2的分流,待测电阻Rx测量值比真实值____(偏大”,“偏小”,“不变”)

(3)如果纵坐标表示某电压表读数U,横坐标表示两个电压表读数之差与电阻箱阻值的比值,实验结果的图像如图二。其中能读出电源电动势和内电阻的是_______(A图线B图线”)。两图线交点的横坐标为________A,纵坐标为_______V(结果均保留两位有效数字)。

 

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某小组设计了使用位移传感器的实验装置测加速度;让木块从倾角为θ的木板上静止释放,位移传感器连接计算机描绘出了木块相对传感器的位移随时间变化规律,如图线②所示; 图中木块的位移从x1 x2 和从x2 x3 的运动时间均为 T, 重力加速度g=10m/s2

     

(1)根据上述图线计算木块加速度a=________;(用题中所给字母表示) 

(2)若只减小木板倾斜的角度,则木块相对传感器的位移随时间变化规律可能是图中的哪条_____

(选填图线序号①②或③

 

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如图所示,PQMN为两根光滑绝缘且固定的平行轨道,两轨间的宽度为L,轨道斜面与水平面成θ角。在矩形abcd内存在方向垂直轨道斜面向下、强度为B的匀强磁场,已知ab、cd间的距离为3d。有一质量为m、长ABL、宽BCd的矩形金属线圈ABCD放置在轨道上,开始时线圈AB边与磁场边界ab重合。现让线圈由静止出发沿轨道下滑,从AB进入磁场到CD边进入磁场的过程中,流过线圈的电荷量为q。线圈通过磁场的总时间为t重力加速度为g。下列说法正确的是(    )

A. 线圈在磁场中不可能做匀加速直线运动

B. 线圈的电阻为

C. 线圈CD边刚好通过磁场下边界时,线圈的速度大小为

D. 线圈在时间t内电阻的发热量为

 

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如图所示,长为L的轻杆两端分别固定a,b金属球,两球质量均为m,a放在光滑的水平面上,b套在竖直固定光滑杆上且离地面高度为L,现将b从图示位置由静止释放,:

A. b球落地前的整个过程中,a,b组成的系统水平方向上动量守恒

B. 从开始到b球距地面高度为的过程中,轻杆对a球做功为mgL

C. 从开始到b球距地面高度为的过程中,轻杆对b球做功mgL

D. b球落地的瞬间,重力对b球做功的功率为mg

 

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