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题文

如图所示,真空中有以(r,0)为圆心,半径为 r 的圆形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面向里,在 y =" r" 的虚线上方足够大的范围内,有水平向左的匀强电场,电场强度的大小为 E,现在有一质子从 O 点沿与 x 轴正方向斜向下成 30o方向(如图中所示)射入磁场,经过一段时间后由M点(图中没有标出)穿过y轴。已知质子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 r,质子的电荷量为 e,质量为 m,不计重力及其它阻力。求:

(1)质子运动的初速度大小;
(2)M点的坐标;
(3)质子由O点运动到M点所用时间。

科目 物理   题型 计算题   难度 较难
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相关试题

如图,光滑平行的水平金属导轨MNPQ相距l,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO1O1′O矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场,磁感强度为B。一质量为m,电阻为r的导体棒ab,垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距l0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒,使它由静止开始运动,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计)。求:
(1)棒ab在离开磁场右边界时的速度;(2)棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能;
(3)试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。

如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为 θ 的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻。导体棒 ab 放在导轨上,与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线 PQ 以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对 a 棒施以平行导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的 b 棒恰好静止。当 a 棒运动到磁场的上边界 PQ 处时,撤去拉力, a 棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向选滑动,此时b棒已滑离导轨。当 a 棒再次滑回到磁场边界 PQ 处时,又恰能沿导轨匀速向下运动。已知 a 棒、 b 棒和定值电阻的阻值均为 R,b 棒的质量为 m ,重力加速度为 g ,导轨电阻不计。求

(1) a 棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中, a 棒中的电流强度 I ,与定值电阻 R 中的电流强度 I R 之比.

(2) a 棒质量 m a ;a a 棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力 F

如图所示的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场。一束同位素离子流从狭缝 S 1 射入速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝 S 2 射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为 E 的偏转电场,最后打在照相底片 D 上。已知同位素离子的电荷量为 q q > 0 ,速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为 E 0 的匀强电场和磁感应强度大小为 B 0 的匀强磁场,照相底片 D 与狭缝 S 1 S 2 的连线平行且距离为 L ,忽略重力的影响。


(1)求从狭缝 S 2 射出的离子速度 v 0 的大小;
(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度 v 0 方向飞行的距离为 x ,求出 x 与离子质量 m 之间的关系式(用 E 0 B 0 ,E,q,m,L 表示)。

如图所示,物体 A 放在足够长的木板 B 上,木板 B 静止于水平面。 t=0 时,电动机通过水平细绳以恒力 F 拉木板 B ,使它做初速度为零,加速度 a B =1.0m/s2 的匀加速直线运动。已知 A 的质量 m A B 的质量 m B 均为 2.0kg , A B 之间的动摩擦因数 μ 1 =0.05 B 与水平面之间的动摩擦因数 μ 2 =0.1 ,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度 g 10m/s2 。求
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(1)物体 A 刚运动时的加速度 a A
(2) t=1.0s 时,电动机的输出功率 P
(3)若 t=1.0s 时,将电动机的输出功率立即调整为 P`=5W ,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变, t=3.8s 时物体 A 的速度为 1.2m/s 。则在 t=1.0s t=3.8s 这段时间内木板 B 的位移为多少?

质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图, M N 为两块水平放置的平行金属极板,板长为 L ,板右端到屏的距离为 D ,且 D 远大于 L O`O 为垂直于屏的中心轴线,不计离子重力和离子在板间偏离 O`O 的距离。以屏中心 O 为原点建立 xOy 直角坐标系,其中 x 轴沿水平方向, y 轴沿竖直方向。
(1)设一个质量为 m 0 、电荷量为 q 2 的正离子以速度 v 0 沿 O`O 的方向从 O` 点射入,板间不加电场和磁场时,离子打在屏上 O 点。若在两极板间加一沿 +y 方向场强为 E 的匀强电场,求离子射到屏上时偏离 O 点的距离 y 0
(2)假设你利用该装置探究未知离子,试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。
上述装置中,保留原电场,再在板间加沿 -y 方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流,仍从 O` 点沿 O`O 方向射入,屏上出现两条亮线。在两线上取 y 坐标相同的两个光点,对应的 x 坐标分别为3.24 mm 和3.00 mm ,其中 x 坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的,另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相等,但入射速度都很大,且在板间运动时 O`O 方向的分速度总是远大于 x 方向和 y 方向的分速度。

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