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如图所示,在xoy平面内第Ⅱ象限有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为N/C。y轴...

满分5 manfen5.com图所示,在xoy平面内第象限有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为满分5 manfen5.comN/C。y轴右侧有一个边界为圆形的匀强磁场区域,圆心O′位于x轴上,半径为r=0.02m,磁场最左边与y轴相切于O点,磁场方向垂直纸面向里。第象限内与x轴相距为满分5 manfen5.comm处,有一平行于x轴长为=0.04m的屏PQ,其左端P离y轴的距离为0.04m。一比荷为满分5 manfen5.comC/kg带正电的粒子,从电场中的M点以初速度满分5 manfen5.comm/s垂直于电场方向向右射出,粒子恰能通过y轴上的N点。已知M点到y轴的距离为s=0.01m,N点到O点的距离为满分5 manfen5.com m,不计粒子的重力。求:

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(1)粒子通过N点时的速度大小与方向;

(2)要使粒子打在屏上,则圆形磁场区域内磁感应强度应满足的条件;

(3)若磁场的磁感应强度为满分5 manfen5.comT,且圆形磁场区域可上下移动,则粒子在磁场中运动的最长时间。

 

(1) m/s (2)(3)s 【解析】 试题分析:(1)设粒子通过N点时的速度为v,速度与竖直方向的夹角为θ,粒子进入电场后做类平抛运动有: 1分 1分 1分 1分 又由牛顿第二定律有: 1分 代入数据解得 m/s 1分 (2)由分析知粒子通过N点后将沿半径方向进入圆形磁场区域。 粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动有: 1分 粒子刚好打在P点时,磁感应强度最强设为,此时粒子的轨迹半径为 由几何关系有: 代入数据解得 1分 粒子刚好打在Q点时,磁感应强度最弱设为,此时粒子的轨迹半径为 由几何关系有: 代入数据解得 1分 综合得粒子要打在屏上磁感应强度满足: 1分 (3)粒子的轨迹半径为 m 设粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为α,弦长为,由几何关系有: 1分 要使粒子在磁场中运动的时间最长,则 1分 解得 1分 设粒子在磁场中运动的周期为T有:s 1分 粒子在磁场中运动的最长时间为: s 考点:考查了带电粒子在组合场中的运动 【名师点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路 1.正确的受力分析 除重力、弹力和摩擦力外,要特别注意电场力和磁场力的分析. 2.正确分析物体的运动状态 找出物体的速度、位置及其变化特点,分析运动过程.如果出现临界状态,要分析临界条件 带电粒子在复合场中做什么运动,取决于带电粒子的受力情况. (1)当粒子在复合场内所受合力为零时,做匀速直线运动(如速度选择器). (2)当带电粒子所受的重力与电场力等值反向,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动. (3)当带电粒子所受的合力是变力,且与初速度方向不在一条直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区,因此粒子的运动情况也发生相应的变化,其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成  
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考点分析:
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在真空中水平放置平行板电容器,两极板间有一个带电油滴,电容器两板间距为d,当平行板电容器的电压为U0时,油滴保持静止状态,如图所示。当给电容器突然充电使其电压增加ΔU1时,油滴开始向上运动;经时间Δt后,电容器突然放电使其电压减少ΔU2,又经过时间Δt,油滴恰好回到原来位置。假设油滴在运动过程中没有失去电荷,充电和放电的过程均很短暂,这段时间内油滴的位移可忽略不计。重力加速度为g。求:

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(1)带电油滴所带电荷量与质量之比;

(2)第一个Δt与第二个Δt时间内油滴运动的加速度大小之比;

(3)ΔU1与ΔU2之比。

 

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如图所示,电灯L标有“4V、1W”。滑动变阻器R1总电阻为50Ω,闭合开关S,当滑片P滑至某位置时,电流表示数为I1=0.45A,电灯L恰好正常发光。由于外电路发生故障,电灯L突然熄灭,此时电流表示数变为I2=0.5A,电压表示数变为U=10V。电流表和电压表均为理想电表,试求电源电动势E和内电阻r。

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现要测量阻值约为30Ω待测电阻Rx的阻值,实验室提供器材如下:

A.电源E(电动势6V,内阻不计)

B.电流表A1(量程150 mA,内阻约为10 Ω)

C.电流表A2(量程30 mA,内阻r2=50 Ω)

D.电压表V(量程15 V,内阻约为3000 Ω)

E.定值电阻R0=100 Ω

F.滑动变阻器R1,最大阻值为10 Ω,额定电流为2.0 A

G.滑动变阻器R2,最大阻值为10 Ω,额定电流为0.5 A

H.电键S及导线若干

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(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程的三分之一,某小组经再三合计,设计了如图所示的电路。请你分析帮他们从所给的器材中选择合适的器材:滑动变阻器应选_______;电表应选_______;电表应选_______;(选填仪器前的字母代号)

(2)若表的示数为D1、表的示数为D2,则待测电阻的表达式为Rx=_________(用题中所给字母表示,不代入数据)。

 

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如图所示为一简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300 μA,内阻Rg=100 Ω,可变电阻的最大阻值为10 kΩ,电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色,按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=________ kΩ。若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小、内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx,其测量结果与原结果相比较________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

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如图所示,竖直放置劲度系数为k的绝缘轻质弹簧,其上端与质量为m、电荷量为q 带正电的物体A相连,下端与放在水平桌面上质量也为m的绝缘物体B相连,A、B处于静止状态。现加一竖直向上的匀强电场,在加电场之后,B恰好未离开桌面。重力加速度为g,则从加上电场到A运动到最高点的过程中

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A.A、B两物体和弹簧组成的系统机械能守恒

B.匀强电场的场强大小为满分5 manfen5.com

C.弹簧变为原长时A物体的动能最大

D.A物体电势能的减少量为满分5 manfen5.com

 

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