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    如图12所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。求：

    （1）中间磁场区域的宽度d；

    （2）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t.

     

    （1）   （2）

    解析:（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得： 

    带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得：

    由以上两式，可得。

    可见在两磁场区粒子运动半径相同，如图13所示，三段圆弧的圆心组成的三角形ΔO1O2O3是等边三角形，其边长为2R。所以中间磁场区域的宽度为

    （2）在电场中

    ，

    在中间磁场中运动时间

    在右侧磁场中运动时间，

    则粒子第一次回到O点的所用时间为。

     

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?淮南一模）某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．

    （1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=
    5.2
    5.2
    mm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度
    0.433
    0.433
    m/s．（此空保留三位有效数字）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、
    滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
    滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
     和
    滑块的质量M
    滑块的质量M
    （文字说明并用相应的字母表示）．
    （2）本实验通过比较
    mgs
    mgs
      和
    1
    2
    (M+m)(
    d
    △t
    )2
    1
    2
    (M+m)(
    d
    △t
    )2
       在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2012?西城区二模）实验题
    （1）甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图所示．

    ①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车（对象）受到的合外力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响．他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小车能够自由地做
    匀速直线
    匀速直线
    运动．另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m
    远小于
    远小于
    小车的质量M．（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）
    接下来，甲同学研究：在保持小车的质量不变的条件下，其加速度与其受到的牵引力的关系；乙同学研究：在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系．
    ②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a．图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm．实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流．根据以上数据，可以算出小车的加速度a=
    0.343
    0.343
    m/s2．（结果保留三位有效数字）
    ③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a～
    1
    M
    图线后，发现：当
    1
    M
    较大时，图线发生弯曲．于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象．那么，该同学的修正方案可能是
    A
    A

    A．改画a与
    1
    M+m
    的关系图线       B．改画a与（M+m）的关系图线
    C．改画 a与
    m
    M
    的关系图线         D．改画a与
    1
    (M+m)2
    的关系图线
    （2）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，采用如图3所示的电路．
    ①请根据图3在图4中进行实物连线．

    ②某同学在实验中得到下面一组U和I的数据：
    序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    U/V 0.05 0.10 0.20 0.30 0.40 1.00 1.50 2.00 3.00
    I/A 0.05 0.08 0.10 0.11 0.12 0.16 0.19 0.22 0.27
    图5是该同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线．从图线上可以看出，当通过小灯泡的电流逐渐增大时，灯丝的阻值逐渐
    增大
    增大
    ；这表明灯丝的电阻率随温度升高而
    增大
    增大
    ．（以上两空均选填“增大”、“不变”或“减小”）
    ③将本实验中的小灯泡两端加3.0V的电压，则小灯泡的实际功率约为
    0.81（0.80～0.82）
    0.81（0.80～0.82）
    W；若直接接在电动势为3.0V、内阻为2.0Ω的直流电源两端，则小灯泡的实际功率约为
    0.62（0.60～0.64）
    0.62（0.60～0.64）
    W．（以上两空的结果均保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    (19分)（1）为了测定一节干电池的电动势和内电阻，某实验小组按图甲所示的电路连好实验电路图，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑动触头由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5V且几乎不变，直到当滑动触头滑至临近B端时电压表的示数急剧变化，这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流、电压值，出现上述情况的原因是_________________；改进的办法是_________________________；改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出图像如图乙所示，由图像可知，这个电池的电动势E =____________V，内电阻r =____________．

    （2）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k．做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7．

    ①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是          和           ．

    测量记录表：

    代表符号

    L0

    L1

    L2

    L3

    L4

    L5

    L6

    L7

    刻度数值/cm

    1.70

    3.40

    5.10

    6.85

    8.60

    10.3

    12.1

    13.95

    ②为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：cm，cm，cm

    请你给出第四个差值：d4 =        ＝         cm．

    ③根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量△L．△L用d1、d2、d3、d4表示的式子为：△L＝           ，代入数据解得△L＝            cm．

    ④计算弹簧的劲度系数k＝           N/m．（g取9.8 m/s2，此空保留两位有效数字）

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图12所示，空腔金属球壳A不带电，现将一带电量为+Q的点电荷放在球心O处，a、b、c三点分别位于空腔内、球壳内、球壳外，到球心距离分别为ra、rb、rc，则三点场强大小分别为Ea=_______、Eb=______、Ec=___________，三点的电势φa、φb、φc由高到低的顺序为___________.

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