【题目】如图所示,在xoy第一象限内分布有垂直xoy向外的匀强磁场,磁感应强度大小
。在第二象限紧贴y轴和x轴放置一对平行金属板MN,极板间距d=0.4m;极板与左侧电路相连接,通过移动滑动头P可以改变极板MN间的电压,a、b为滑动变阻器的最下端和最上端(滑动变阻器的阻值分布均匀),a、b两端所加电压
。在MN中心轴线上距y轴距离为L=0.4m处,有一粒子源S沿x轴正方向连续射出比荷为
,速度为
带正电的粒子,粒子经过y轴进入磁场(忽略粒子的重力和粒子之间的相互作用)。
(1)当滑动头P在a端时,求粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)滑动头P的位置不同,粒子从y轴进入磁场位置不同。是否存在粒子进入磁场后返回平行板间的情况?请计算说明理由。
(3)设粒子从y轴上某点C进入磁场,从x轴上某点D射出磁场,滑动头P的位置不同,则C,D两点间距不同。求C,D两点间距的最大值?
【答案】(1) (2) 因为
tan
即H
h,故不能回到电场。 (3)
【解析】(1)当滑动头P在a端时,粒子在磁场中运动的速度大小为V0,根据圆周运动:qv0B=mv02/R0
解得:R0=0.2m
(2)设粒子射出极板时速度的大小为v,偏向角为α,在 磁场中圆周运动半径为R。根据速度平行四边形可得:
又:可得:R=
假设能回到电场中,轨迹如图:粒子从y轴的C点进入磁场,则C到轨迹圆最低端竖直距离
H=R+Rcosα=+0.2
电场中竖直方向位移:y=
C到O的距离:CO=y+=0.2tanα+0.2
因为
tan
即H
h,故不能回到电场。
(2)粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图,圆心为,与Y轴交点为C,与X轴交点为D,OD=Rsin
+
=0.2tan
+0.2
故CD==0.2
(1+tan
)
所以越大,CD越大
当粒子恰好从N板右端进入磁场时,偏转位移y=0.2m
水平方向位移:
竖直方向: y=qUMNt2/2dm
得UMN=1×102 V<U=×102 V.
竖直方向速度:, 代入数据解得:Vy =2.0×104 m/s
又tan= V0/ Vy=1, 即
=450
所以CD间最大距离CD=0.2(1+tan450)=0.4
m
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【题目】航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示.关于航天飞机的运动,下列说法中正确的有( )
A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
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【题目】在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200 Ω,电压表的内阻约为2 kΩ,电流表
的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式
计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则___(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1___(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2___(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
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【题目】在如图甲所示的电路中,调节滑动变阻器的阻值,电源路端电压U随滑动变阻器阻值R的变化关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 当R=4Ω时,电源总功率为6 W,内阻热功率为2 W
B. 电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω
C. 该电源输出功率的最大值为4.5 W
D. 滑动变阻器阻值从0.5到10 Ω逐渐变大的过程中,电源的总功率减小,输出功率增大
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【题目】
A. 最初4s内物体的位移为
B. 从开始至6s末物体都做曲线运动
C. 最初4s内物体做曲线运动,接着的2s物体做直线运动
D. 最初4s物体做直线运动,接着的2s物体做曲线运动
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【题目】如图所示,物体A、B通过轻细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A、B的质量分别为2m、m。开始时细绳伸直,用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h,物体B静止在地面上。放手后物体A下落,与地面即将接触时速度大小为v,此时物体B对地面恰好无压力,不计一切摩擦及空气阻力,重力加速度大小为g,则下列说法中正确的是( )
A. 物体A下落过程中,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒
B. 弹簧的劲度系数为
C. 物体A即将接触地时的加速度大小为g
D. 物体A即将接触地时弹簧的弹性势能为2mgh - mv2
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【题目】一质量为m、电阻为r的金属杆ab,以一定的初速度从一光滑平行金属导轨底端向上滑行,导轨平面与水平面成
角,两导轨上端用一电阻R相连,如图所示,磁场方向垂直斜面向上,导轨的电阻不计,金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为
,则金属杆在滑行的过程中
A. 向上滑行的时间等于向下滑行的时间
B. 向向上滑行时电阻R上产生的热量大于向下滑行时电阻R上产生的热量
C. 向上滑行的过程中与向下滑行的过程中通过电阻R的电荷量相等
D. 金属杆从开始上滑至返回出发点,电阻R上产生的热量为
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【题目】如图所示,在斜面上O点先后以υ0和2υ0的速度水平抛出A、B两小球,则从抛出至第一次着地,两小球的水平位移大小之比可能为( )
A. 1:2 B. 1:3 C. 1:5 D. 1:6
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【题目】某同学为了“探究做功与速度的关系”.
(1)在实验室找到了如甲中的器材,其中本实验不需要的器材有______
(2)用一条纸带穿过打点计时器,该同学发现有图乙中的两种穿法,感到有点犹豫.你认为______ (选填“A”或“B”)种的穿法正确.
(3)该同学欲通过如图所示装置打出的纸带(图丙)来判断是否已经平衡摩擦力.根据纸带的点迹可以判断:为进一步平衡摩擦力,长木板与水平桌面的夹角应该______ (选填“增大”或“减小”).
(4)在正确操作的情况下,某次所打的纸带如图丁所示.打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度,应选用纸带的______ 部分进行测量(根据如图所示的纸带回答),小车获得的速度是______ m/s.(计算结果保留两位有效数字)
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