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【题目】在如图甲所示的平面坐标系xOy内,正方形区域(0<x<d0 <y<d)内存在垂直xOy平面周期性变化的匀强磁场,规定图示磁场方向为正方向,磁感应强度B的变化规律如图乙所示,变化的周期T可以调节,图中B0为己知。在x=d处放置一垂直于x轴的荧光屏,质量为m、电荷量为q的带负电粒子在t=0时刻从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场,不计粒子重力。

1)调节磁场的周期,满足T>,若粒子恰好打在屏上Pd0)处,求粒子的速度大小v

2)调节磁场的周期,满足T=,若粒子恰好打在屏上Qdd)处,求粒子的加速度大小a

3)粒子速度大小为v0=时,欲使粒子垂直打到屏上,周期T应调为多大?

【答案】1;(2(其中 k=123……);(3T=,其中sin==arcsinsin==arcsinsin==arcsin

【解析】

1)粒子的运动轨迹如图所示:

由洛伦兹力提供向心力,有:

qvB =m

几何关系可得:

2R1=d

联立解得:

2)粒子的轨迹如图所示:

由几何关系可得:

,其中 k=123……

可得:

联立可得:

,其中k=123……

3)洛伦兹力提供向心力,有:

qvB=m

粒子运动轨迹如图所示,

在每个磁感应强度变化的周期内,粒子在图示AB两个位置可能垂直击中屏,且满足要求0<<

设粒子运动的周期为T,由题意得:

设经历完整TB的个数为n n = 0123……

I)若粒子运动至A点击中屏,据题意由几何关系得:

R+2R+Rsinn=d

n=0 1时无解;

n=2时,sin==arcsin

n>2时无解。

II)若粒子运动至B点击中屏,据题意由几何关系得:

R+2Rsin+2R+Rsinn=d

n=0时无解。

n=1时,sin==arcsin

n=2时:sin==arcsin

n>2 时无解

综合得:

T=

其中sin==arcsinsin==arcsinsin==arcsin

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C.垂直纸面向里,大小为D.垂直纸面向里,大小为

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A.仅光照变强,小灯泡变亮

B.仅光照变弱,小灯泡变亮

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1)写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式;

2)电压表和电流表示数;

3)从计时开始,线圈转过的过程中,通过外电阻R的电量。

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1)要验证动量守恒,还需要测量哪些物理量:__________________ (写出物理量及对应字母)

2)需要验证碰撞前后动量守恒的表达式为 ___________________ (用题中字母表示)

3)造成此实验误差的主要原因有:_______

A.导轨安放不水平 B.小车上遮光条宽度

C.两小车质量不相等 D.两小车碰后可能粘在一起

4)若要进一步验证此碰撞是弹性碰撞,则要验证的表达式为__________________

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【题目】如图所示,AB为两块平行金属板,A板带正电、B板带负电.两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔.CD为两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近B板的O处,C带正电、D带负电.两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着B板上的小孔,两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O′.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计.现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒(微粒的重力不计),求:

1)微粒穿过B板小孔时的速度多大;

2)为了使微粒能在CD板间运动而不碰板,CD板间的电场强度大小应满足什么条件;

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