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(18分)如圖所示,離子源A產(chǎn)生的初速度為零、帶電荷量均為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U0的加速度電場(chǎng)加速后勻速通過準(zhǔn)直管,垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)后通過極板HM上的小孔S離開電場(chǎng),經(jīng)過一段勻速直線運(yùn)動(dòng),垂直于邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知HO=d,HS=2d,∠MNQ=90°.(忽略離子所受重力)
(1)求偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E0的大小以及HM與MN的夾角Φ;
(2)求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;
(3)若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點(diǎn)S1處,質(zhì)量為16 m的離子打在S2處,求S1和S2之間的距離以及能打在NQ上的正離子的質(zhì)量范圍.
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(16分)一傳送帶裝置如右圖所示,其中AB段是水平的,長(zhǎng)度LAB=4 m,BC段是傾斜的,長(zhǎng)度lBC=5 m,傾角為θ=37°,AB和BC在B點(diǎn)通過一段極短的圓弧連接(圖中未畫出圓弧),傳送帶以v=4 m/s的恒定速率順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn).已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2.現(xiàn)將一個(gè)工件(可看做質(zhì)點(diǎn))無初速度地放在A點(diǎn),求:
(1)工件第一次到達(dá)B點(diǎn)所用的時(shí)間:
(2)工件沿傳送帶上升的最大高度;
(3)工件運(yùn)動(dòng)了23 s時(shí)所在的位置.
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(15分)山地滑雪是人們喜愛的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng).一滑雪道由AB和BC組成,AB是傾角為37°的斜坡,BC是半徑為R=5 m的圓弧面,圓弧面和斜面相切于B,與水平面相切于C,如圖所示,AB豎直高度差h1=8.8 m,豎直臺(tái)階CD高度差為h2=5 m,臺(tái)階底端與傾角為37°的斜坡DE相連.運(yùn)動(dòng)員連同滑雪裝備總質(zhì)量為80 kg,從A點(diǎn)由靜止滑下通過C點(diǎn)后飛落到DE上(不計(jì)空氣阻力和軌道的摩擦阻力,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:(1)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C點(diǎn)的速度大;
(2)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)軌道受到的壓力大。
(3)運(yùn)動(dòng)員通過C點(diǎn)后飛落到DE上所用時(shí)間.
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(8分)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,除有一標(biāo)有“6 V,1.5 W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外,還有:
A.直流電源6 V(內(nèi)阻不計(jì))
B.直流電流表0~3 A(內(nèi)阻10.1 Ω以下)
C.直流電流表0~300 mA(內(nèi)阻約為5 Ω)
D.直流電壓表0~10 V(內(nèi)阻約為15 kΩ)
E. 滑動(dòng)變阻器10 Ω,2 A
F.滑動(dòng)變阻器1 kΩ,0.5 A
實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進(jìn)行多次測(cè)量.
(1)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(均用序號(hào)表示).
(2)在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.
(3)試將圖中所示器材連成實(shí)驗(yàn)電路.
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