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(22分).如图(甲)所示,在xoy平面内有足够大的匀强电场,电场方向竖直向上,电场强度E=40N/C.在y轴左侧平面内有足够大的瞬时磁场,磁感应强度B1随时间t变化规律如图(乙)所示,15π s后磁场消失,选定磁场垂直向里为正方向.在y轴右侧平面内还有方向垂直纸面向外的恒定的匀强磁场,分布在一个半径为r=0.3m的圆形区域(图中未画出),且圆的左侧与y轴相切,磁感应强度B2=0.8T.t=0时刻,一质量m=8×10-4kg、电荷量q=2×10-4C的微粒从x轴上xP=-0.8m处的P点以速度v=0.12m/s向x轴正方向入射.(计算结果保留二位有效数字)

(1)求微粒在第二像限运动过程中离y轴、x轴的最大距离;

(2)若微粒穿过y轴右侧圆形磁场时,速度方向的偏转角度最大,求此圆形磁场的圆心坐标(x、y);

(3)若微粒以最大偏转角穿过磁场后, 击中x轴上的M点,求微粒从射入圆形磁场到击中M点的运动时间t。

 

(1)离y轴的最大距离S= (s)

离x的最大距离S´=2.4(s)

(2)x=0.3m,y= 2.2.5m

(3)

解析:

(1)因为微粒射入电磁场后受  =Eq=8×10-3(N)

                                  mg=8×10-3(N)

=mg,所以微粒在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动                      (2分)

qB1=m

R1=   (2分)

 (2分)

所以从乙图可知在       (s)

内微粒向上匀速圆周运动

(s)内微粒向左匀速运

 动,运动位移S1= (s)             (1分)

内,微粒又向上匀速圆周运动以后向右匀速穿过y轴.

所以,离y轴的最大距离S=xp+ S1+R1 =1.4+0.6(s)         (2分)

离x的最大距离S´=2R×2=4R=2.4(s)                          (2分)

(2)如图微粒穿过圆磁场要求偏角最大,必须入射点A与出射点B连线为磁场圆的直径

                    (2分)

所以最大偏角                                       (1分)

所以如图圆心坐标x=0.3m                                    (1分)

y= S´-rcos600=2.4-0.3×m                          (2分)

(3)微粒在圆磁场中的运动时间t1==   (2分)

微粒射出圆磁场后匀速运动如图

微粒射出B点y方向速度

s  (计算结果为给1分)                  (2分)

                                 (1分)

(t=26(s)同样给分)

 

 

练习册系列答案
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如图(甲)所示,在一块平板玻璃上放置一薄平凸透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束红光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图(乙)所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环. 干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的.如果换一个表面曲率半径更小的凸透镜,观察到的圆环半径将
变小
变小
(填“变大”或“变小”),如果改用蓝光照射,观察到的圆环半径将
变小
变小
(填“变大”或“变小”).

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(2007?南通二模)如图 (甲)所示,在水平绝缘的桌面上,一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图(乙)所示.图中分别是线框中的感应电流i随时间t变化的图线和ab边受到的安培力F随时间t变化的图线,规定电流逆时针方向为正,安培力向右为正.则图中可能正确的是(  )

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(2012?怀化三模)如图(甲)所示,在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场,右侧有一个以点(3L,0)为圆心、半径为L的圆形区域,圆形区域与x轴的交点分别为M、N.现有一质量为m,带电量为e的电子,从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场,飞出电场后从M点进入圆形区域,速度方向与x轴夹角为30°.此时在圆形区域加如图(乙)所示周期性变化的磁场,以垂直于纸面向外为磁场正方向),最后电子运动一段时间后从N飞出,速度方向与进入磁场时的速度方向相同(与x轴夹角也为30°).求:
(1)电子进入圆形磁场区域时的速度大小;
(2)0≤x≤L区域内匀强电场场强E的大小;
(3)写出圆形磁场区域磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T各应满足的表达式.

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(2009?广州一模)如图(甲)所示,在光滑水平地面上固定B、C两个钉子,足够长的细线一端拴在B钉上,另一端系一小球A;拉直细线使A、B、C在同一直线上,现给A球一个垂直于AB方向的水平初速度,使小球在水平地面上做圆周运动,运动过程中细线与钉子相碰时没有能量损失.从小球刚运动时开始计时,在0≤t<10s时间内细线拉力F大小的变化图线如图(乙)所示.试通过分析与计算,在图(乙)中作出在10s≤t≤20s时间内细线拉力F大小的变化图线(设细线在运动过程中没有被拉断).

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

如图(甲)所示,在利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验中,某实验小组打出了三条纸带,但是由于实验操作不规范,三条打点精英家教网纸带的第1个点和第2个点之间的距离都明显的大于2mm,于是他们选择了如图(乙)所示的一条点迹清晰且在
一条直线上的纸带进行数据处理.他们首先在所选择纸带的前四个点的下方标上1、2、3、4,在后面适当位置又选了五个计数点A、B、C、D、E;然后,他们又设计了四种数据处理方案来验证机械能守恒定律.
方案1:选择第1个点作为过程的起点,分别选择计数点B、C、D作为过程的终点,用刻度尺量出计数点A、B、C、D、E到第1个点的距离h1、h2、h3、h4、h5,再数出计数点B、C、D到第1个点的时间间隔数k,利用Vn=gkT算出重物运动到计数点B、C、D时的速度,比较“mghn和
1
2
m
V
2
n
”是否相等来验证机械能是否守恒.
方案2:选择第1个点作为过程的起点,分别选择计数点B、C、D作为过程的终点,用刻度尺量出计数点A、B、C、D、E到第1个点的距离h1、h2、h3、h4、h5,利用Vn=
hn+1-hn-1
2T
算出重物运动到计数点B、C、D时的速度,比较“mghn和
1
2
m
V
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n
”是否相等来验证机械能是否守恒.
方案3:选择第3个点作为过程的起点,分别选择计数点B、C、D作为过程的终点,用刻度尺量出计数点A、B、C、D、E到第3个点的距离h1、h2、h3、h4、h5,再数出计数点B、C、D到第1个点的时间间隔数k,利用Vn=gkT算出重物运动到计数点B、C、D时的速度,利用V3=2gT求出打第3个点时重物的速度,比较“mghn和(
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)”是否相等来验证机械能是否守恒.
方案4:选择第3个点作为过程的起点,分别选择计数点B、C、D作为过程的终点,用刻度尺量出计数点A、B、C、D、E到第3个点的距离h1、h2、h3、h4、h5,利用Vn=
hn+1-hn-1
2T
算出重物运动到计数点B、C、D时的速度,再测出第2个点到第4个点之间的距离S,利用V3=
S
2T
求出打第3个点时重物的速度,比较“mghn和(
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)”是否相等来验证机械能是否守恒.
(1)你认为最合适的方案是
 
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(2)说出两条你认为其他方案不合适的理由:
理由1:
 
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理由2:
 
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