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在平面直角坐標系內(nèi)有P₁（-

4 3

3

m，3m）、P₂（

2 3

3

m，3m）、P₃（

2 3

3

m，-1m）、P₄（-

2 3

3

m，-1m），其平面內(nèi)x≤12.5m的區(qū)域有平行XOY平面的勻強電場，12.5m≤x≤12.5m+d的區(qū)域內(nèi)有垂直于該平面的勻強磁場，且P₁、P₂、P₃的電勢分別為-2000V、1000V、-1000V，磁感應(yīng)強度為B=0.01T．如果有一個重力可以忽略的帶電粒子從坐標原點以大小為10⁶m/s、方向與-Y軸夾角為30°的速度射入第四象限，經(jīng)過t=10^-5s時速度恰好平行X軸，方向與X軸同向．粒子運動過程中僅受電場或磁場作用．
（1）求P₄點的電勢；
（2）求帶電粒子的性質(zhì)及比荷

q

m

；
（3）勻強磁場的寬度d至少多大時，該粒子才能返回電場？粒子從什么坐標位置返回電場？

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（18分）在平面直角坐標系的第一象限內(nèi)存在一有界勻強磁場，該磁場的磁感應(yīng)強度大小為B＝0．1T，方向垂直于xOy平面向里，在坐標原點O處有一正離子放射源，放射出的正離子的比荷都為＝1×10⁶C／kg，且速度方向與磁場方向垂直。若各離子間的相互作用和離子的重力都可以忽略不計。
（1）如圖甲所示，若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁場，∠OAC＝30°，AO邊的長度l＝0．3m，正離子從O點沿x軸正方向以某一速度射入，要使離子恰好能從AC邊射出，求離子的速度大小及離子在磁場中運動的時間。
（2）如圖乙所示，若第一象限存在一未知位置的有界勻強磁場，正離子放射源放射出不同速度的離子，所有正離子入射磁場的方向均沿x軸正方向，且最大速度v_m＝4．0×10 ⁴m／s，為保證所有離子離開磁場的時候，速度方向都沿y軸正方向，試求磁場的最小面積，并在圖乙中畫出它的形狀。

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題號

1

2

3

4

5

6

7

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9

10

11

12

答案

B

C

CD

A

B

B

C

AD

BD

D

C

D

13.（1）2.030（2分）       （2）75.2s（1分）1.88s  （1分）

（3）例如：計算擺長時，漏加擺球半徑等于合理答案均給分。（2分）

14.  （由于實驗操作順序原因而寫成）

15.解：（1）根據(jù)動能定理可求帶電粒子剛進入偏轉(zhuǎn)管C時的瞬時速度

由 得     ①

（2）電場力提供了帶電粒子在偏轉(zhuǎn)管C內(nèi)運動所需的向心力

       ②

由①②式得       （2分）

16.解：（1）設(shè)地球質(zhì)量為.飛船質(zhì)量為,則地球表面質(zhì)量為的某物體

, 所以    ①

飛船在A點受到地球引力為   ②

由①②得

（2）飛船在預(yù)定圓軌道飛行的周期

根據(jù)牛頓第二定律

解得

17.解：根據(jù)牛頓第二定律可知滑塊A在斜面上下滑的加速度

   ①

設(shè)A到斜面底部的速度為，所經(jīng)時間為

     ②

當A恰好追上滑塊B時，滑塊A在水平底部經(jīng)時間

     ③

當A恰好能追上滑塊B， 滑塊B的速度恰好等于，即

    ④

由①②③④解方程組得

18.解因為，所以粒子通過磁場的時間小于周期

由于得     ①      由于得      ②

（1）當弦長最短，即由P進入Q飛出時，離子在磁場中運動時間最短

            ③

從幾何關(guān)系可知       ④

由①②③④得     

（2）當速度沿界面I豎直向上時，離子在磁場中運動時間最長，

從幾何關(guān)系可知

           ⑤            ⑥

  ⑦            由于    ⑧

由①②③④⑤⑥⑦⑧得

解法二：由得

同理可得

19.解：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可求三段的感應(yīng)電動勢

根據(jù)閉合電路歐姆定律求出bc兩點間的電勢差

金屬板間的電勢差為

由平衡條件可得

（2）金屬棒所受安培力為

加在金屬棒上拉力的功率

 20.解：（1）根據(jù)機械能守恒定律  

得物體P滑到B點時的速度為 

（2）沒有傳送帶時，物塊離開B點后做平拋運動的時間為t:物塊從靜止的傳送帶右端水平拋出，在空中運動的時間也為：  

水平位移為，因此物體從傳送帶右端拋出的速度

根據(jù)動能定理

所以傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為

（3）當傳送帶向右運動時，若傳送帶的速度，即時，物體在傳送帶上一直做勻減速運動，離開傳送帶的速度仍為，落地的水平位移為，即

當傳送帶的速度時，物體將會在傳送帶上先做一段勻變速運動，如果尚未到達傳送帶右端，速度即與傳送帶速度相同，此后物體將做勻速運動，而后以速度離開傳送帶，的最大值為物體在傳送帶上一直加速而達到的速度。

  由此解得

當，物體將以速度離開傳送帶，因此得O、D之間的距離為

當，即時，物體從傳送帶右端飛出時的速度為，O、D之間的距離為   

綜合以上的結(jié)果，得出O、D之間的距離s隨速度變化的函數(shù)關(guān)系為