题目内容
(18分)如图所示,在真空中,半径为R的虚线所围的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场。有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,以速率V0从圆周上的P点沿垂直于半径OOl并指向圆心O的方向进入磁场,从圆周上的O1点飞出磁场后沿两板的中心线O1O2射入平行金属板M和N, O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上。板间存在匀强电场,两板间的电压为U,两板间距为d。不计粒子所受重力。求:
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(1)磁场的磁感应强度B的大小;
(2)粒子在磁场中运动的时间;
(3)粒子在两平行板间运动过程中的最大速度与板长L的关系。
(1)
(2)
(3)当
;
当
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【解析】
试题分析:(1) 粒子在磁场中做匀速圆周运动,设圆周运动的半径为r,由牛顿第二定律
(2分)
由几何关系知
(1分)
所以
(1分)
(2)由公式
(1分)
在磁场中运动时间为四分之一个周期
(1分)
(3)粒子在平行板间做类平抛运动,则
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
联立解得:
(1分)
当
,即
时,粒子打在板上(1分)
这种情况下粒子在板间的最大速度v1
由动能定理得;
(1分)
得:
(1分)
当
,即
时,粒子从两板间飞出电场(1分)
粒子在板间的最大速度v2
这种情况下由动能定理得;
(1分)
最大速度
(1分)
考点:带点粒子在复合场中的运动
(6分)某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如图甲、乙所示,则该金属杆的长度和直径分别为 cm和 mm
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(9分)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究。
钩码数[ | 1 | 2 | 3 | 4 |
LA/cm | 15.71 | 19.71 | 23.66 | 27.76 |
LB/cm | 29.96 | 35.76 | 41.51 | 47.36 |
(1)某次测量如图2所示,指针示数为___________cm。
(2)在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表1。用表1数据计算弹簧1的劲度系数为_________N/m(重力加速度g=10m/s2)。由 表1数据____________(填“能”或“不能”)计算出弹簧2的劲度系数。
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图1 图2