(10分)(創(chuàng)編)如圖所示,質(zhì)量為m、電量為-q的小球,可在半徑為R的固定半圓形光滑的絕緣軌道兩端點(diǎn)M,N之間來(lái)回滾動(dòng),磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度B垂直于軌道平面,小球在M、N處速度為零。若小球在最低點(diǎn)的最小壓力為零,那么磁感強(qiáng)度B為多大?小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的最大壓力為多大?

(已知重力加速度為g)

【解析】

試題分析:

洛倫茲力不改變速度的大小,小球向左和向右通過(guò)軌道的最低點(diǎn)速度大小是一樣的,但洛倫茲力的方向相反。

小球由M處?kù)o止滑下,到最低點(diǎn)的速度為v,由動(dòng)能定理(或機(jī)械能守恒定律)

在最低點(diǎn)處,由向心力公式

聯(lián)立①②式得:。

小球從N點(diǎn)靜止滑下,到最低點(diǎn)對(duì)軌道壓力最大,由動(dòng)能定理(或機(jī)械能守恒定律)

由③、④式解得 。 由牛頓第三定律。

考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng);圓周運(yùn)動(dòng);向心力。

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電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通常的工作電壓為 ,電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通常的工作電壓為 。我們?nèi)粘I钏玫慕涣麟婎l率是50Hz,如果用它做電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔 s打一個(gè)點(diǎn)。某同學(xué)在做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí),得到了如圖所示的一條較為理想的紙帶, A.B.C.D.E、F為在紙帶上依次所選的記數(shù)點(diǎn),相鄰記數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出,測(cè)得AB=1.20cm,AC=3.20cm,AD=6.00cm,AE=9.60cm,AF=14.00cm,則以上由數(shù)據(jù)可知小車做 運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的加速度a= m/s2,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為 m/s。(計(jì)算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)

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利用以下器材做“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中

干電池:電動(dòng)勢(shì)約為1.5V;

單刀單擲開關(guān)一個(gè);

滑動(dòng)變阻器:最大阻值為20Ω;

電壓表V:量程3V,內(nèi)阻約為3kΩ;

電流表A1:量程0.6A,內(nèi)阻約為1Ω;

電流表A2:量程1mA,內(nèi)阻約為50Ω;

導(dǎo)線若干。

(1)請(qǐng)選擇合適的器材,在答題紙相應(yīng)位置用規(guī)范的元器件符號(hào)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并解釋滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的功能_________________________。

(2)某同學(xué)測(cè)定了下表所示的5組數(shù)據(jù),請(qǐng)選擇合適的坐標(biāo)系,做出U-I圖像,并解釋你這樣選擇的理由________________________。并根據(jù)你做出的U-I圖像求出電源電動(dòng)勢(shì)________V ,內(nèi)阻_________Ω

序號(hào)

項(xiàng)目

1

2

3

4

5

U/V

1.40

1.30

1.20

1.10

1.00

I/A

0.10

0.20

0.31

0.39

0.50

 

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(1)座椅在自由下落結(jié)束時(shí)刻的速度是多大?(2)在勻減速階段,座椅對(duì)游客的作用力大小是游客體重的多少倍?

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如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1,電壓表和電流表均為理想電表,原線圈接如圖乙所示的正弦交流電,圖甲中的R1為溫度升高電阻增大的正溫度系數(shù)的熱敏電阻,R為定值電阻。下列說(shuō)法正確的是 ( )

A.在0.5×10-2s時(shí),電壓表V2的示數(shù)為9V

B.R1處溫度升高時(shí),電流表的示數(shù)變小,電壓表V2的示數(shù)不變

C.如果把電壓表V2換成電容器(規(guī)格:10V,100p),電容器可正常工作

D.變壓器原、副線圈的電流之比為4∶1

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A.圖線甲是電壓表V1示數(shù)隨電流變化的圖線

B.電源內(nèi)電阻的阻值為6Ω

C.電源的最大輸出功率為1.5W

D.滑動(dòng)變阻器R2的最大功率為0.9W

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如圖所示,帶負(fù)電荷的擺球,在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,擺球在A、B兩點(diǎn)間擺動(dòng)過(guò)程中,由A擺到最低點(diǎn)C時(shí),輕質(zhì)絕緣擺線拉力的大小為F1,擺球加速度大小為a1;由B擺到最低點(diǎn)C時(shí),該擺線拉力的大小為F2,擺球加速度大小為a2,空氣阻力不計(jì),則

A.F1>F2,a1=a2 B.F1<F2,a1=a2

C.F1>F2,a1>a2 D.F1<F2,a1<a2

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(12分)如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一帶電量為q=-2×10-5C的小球,自傾角為θ=37°的絕緣斜面頂端A點(diǎn)由靜止開始滑下,接著通過(guò)半徑為R=0.5m的絕緣半圓軌道最高點(diǎn)C,已知小球質(zhì)量為m=0.5kg,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=2×105N/C,小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦阻力及空氣阻力不計(jì),求:

(1)H至少應(yīng)為多少?

(2)通過(guò)調(diào)整釋放高度使小球到達(dá)C點(diǎn)的速度為2m/s,則小球落回到斜面時(shí)的動(dòng)能是多少?

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在xOy平面上以O(shè)為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi),存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,從原點(diǎn)O以初速度v沿y軸正方向開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t后經(jīng)過(guò)x軸上的P點(diǎn),此時(shí)速度與x軸正方向成θ角,如圖所示.不計(jì)重力的影響,則下列關(guān)系一定成立的是( ).

A.若r<,則0°<θ<90° B.若r≥,則t≥

C.若t=,則r= D.若r=,則t=

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