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如图(a)所示,两块水平放置的平行金属板A、B,板长L=18.5 cm,两板间距...

如图a所示,两块水平放置的平行金属板A、B,板长L=18.5 cm,两板间距d=3 cm,两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=6.0×10-2 T,两板加上如图b所示的周期性变化的电压,t=0时A板带正电.已知t=0时,有一个质量m=1.0×10-12 kg,带电荷量q=+1.0×10-6 C的粒子,以速度v=600 m/s,从距A 2.5 cm处,沿垂直于磁场、平行于两板的方向射入两板之间,若不计粒子的重力,取π=3.0,求:

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1.粒子在t=0至t=1×10-4 s内做怎样的运动?位移多大?

2.带电粒子从射入到射出板间所用的时间.

 

(1)匀速直线运动,6 cm;(2)5.08×10-4 s. 【解析】 试题分析:(1)F电=q=1.0×10-6×N=3.6×10-5 N ;F洛=qvB=3.6× 10-5 N 因为F电=F洛=3.6×10-5 N ,所以粒子在第一个t0=1.0×10-4 s时间内做匀速直线运动,其位移s=vt0=600×10-4 m=0.06 m=6 cm . (2)在第二个t0时间内,由于U=0,粒子做匀速圆周运动,根据 其周期T为:T==1×10-4 s,恰好等于t0,在一个周期内恰好回到圆周运动的起点. 其轨道半径R== 0.01 m=1.0 cm,直径是2.0cm,小于射入方向到A板的距离,所以粒子不会碰到A板. 由此可以判断粒子在第一个t0内作匀速直线运动,在第二个t0内作匀速圆周运动,如此往复,经过5个t0,粒子向前18 cm,还有s/= 0.5 cm才能射出两板,如图所示: 粒子经过5t0后做匀速圆周运动的圆心角为θ,则 sinθ===,所以θ=30°,总时间t=5 t0+=5.08×10-4 s . 考点:带电粒子在复合场中的运动 【名师点睛】此题是考查了带电粒子在电场及磁场中的运动问题;解题的关键是仔细分析在不同的时间段上物体的受力情况,根据受力情况来判断运动情况,结合圆周运动的规律及直线运动的规律解答;此题是电磁综合题目,考查学生的综合能力.  
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考点分析:
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如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M、P之间接电阻箱R,电阻箱的阻值范围为0~4Ω,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b,测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图所示。已知轨距为L = 2m,重力加速度g=l0m/s2,轨道足够长且电阻不计。

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1当R = 0时,求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向;

2求金属杆的质量m和阻值r;

3求金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值Pm

 

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如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60°.一质量为m、带电荷量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4点处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小忽略粒子重力

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如图所示,PQ和EF为水平放置的平行金属导轨,间距为l=1.0 m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20 g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30 g.在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0. 2 T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的,且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c静止不动,应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?

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如图所示,质量是m的小球带有正电荷,电荷量为q,小球中间有一孔套在足够长的绝缘细杆上.杆与水平方向成θ角,与球的动摩擦因数为μ,此装置放在沿水平方向、磁感应强度为B的匀强磁场中.若从高处将小球无初速释放,已知重力加速度为g,小球下滑过程中加速度的最大值为______________和运动速度的最大值为______________.

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如图所示,在圆形区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,ab是圆的一条直径.一带电粒子从a点射入磁场,速度大小为2v,方向与ab成30°时恰好从b点飞出磁场,粒子在磁场中运动的时间为t;若仅将速度大小改为v,则粒子在磁场中运动的时间为不计带电粒子所受重力

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