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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的加速度電場加速后勻速通過準直管,垂直射入勻強偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)后通過極板HM上的小孔S離開電場,經(jīng)過一段勻速直線運動,垂直于邊界MN進入磁感應強度為B的勻強磁場.已知HO=d,HS=2d,∠MNQ=90°.(忽略離子所受重力)
(1)求偏轉(zhuǎn)電場場強E0的大小以及HM與MN的夾角Φ;
(2)求質(zhì)量為m的離子在磁場中做圓周運動的半徑;
(3)若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點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,長度LAB=4 m,BC段是傾斜的,長度lBC=5 m,傾角為θ=37°,AB和BC在B點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的恒定速率順時針運轉(zhuǎn).已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2.現(xiàn)將一個工件(可看做質(zhì)點)無初速度地放在A點,求:
(1)工件第一次到達B點所用的時間:
(2)工件沿傳送帶上升的最大高度;
(3)工件運動了23 s時所在的位置.
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(15分)山地滑雪是人們喜愛的一項體育運動.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,豎直臺階CD高度差為h2=5 m,臺階底端與傾角為37°的斜坡DE相連.運動員連同滑雪裝備總質(zhì)量為80 kg,從A點由靜止滑下通過C點后飛落到DE上(不計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)運動員到達C點的速度大小;
(2)運動員經(jīng)過C點時軌道受到的壓力大;
(3)運動員通過C點后飛落到DE上所用時間.
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(8分)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,除有一標有“6 V,1.5 W”的小燈泡、導線和開關外,還有:
A.直流電源6 V(內(nèi)阻不計)
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. 滑動變阻器10 Ω,2 A
F.滑動變阻器1 kΩ,0.5 A
實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進行多次測量.
(1)實驗中電流表應選用________,滑動變阻器應選用________(均用序號表示).
(2)在方框內(nèi)畫出實驗電路圖.
(3)試將圖中所示器材連成實驗電路.
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