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如图所示,两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧区...

如图所示,两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴.调节电源电压至U,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动;进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的M点.

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(1)判读墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量;

(2)求磁感应强度B的值;

(3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间的位置.为了使墨滴仍能到达下板M点,应将磁感应强度调至B′,则B′的大小为多少?

 

(1)墨滴带负电, (2) (3).   【解析】 试题分析:(1)根据电场力和重力平衡求出电荷量的大小,通过电场力的方向确定电荷的正负. (2)墨滴垂直进入电磁场共存区域,重力仍与电场力平衡,粒子做匀速圆周运动,根据粒子垂直打在M点,通过几何关系得出粒子的轨道半径,根据洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度的大小. (3)根据几何关系得出粒子做圆周运动的轨道半径,结合带电粒子在磁场中运动的半径公式求出磁感应强度的大小. 【解析】 (1)墨滴在电场区域做匀速直线运动,有: ① 由①式得,q=. ② 由于电场方向向下,电荷所受的电场力方向向上,可知墨滴带负电荷. ③ (2)墨滴垂直进入电磁场共存区域,重力仍与电场力平衡,合力等于洛伦兹力,墨滴做匀速圆周运动,有: ④ 考虑墨滴进入磁场和撞板的几何关系,可知墨滴在该区域恰好完成四分之一圆周运动,则半径R=d ⑤ 由②④⑤式得,B=.⑥ (3)根据题设,墨滴的运动轨迹如图,设圆周运动的半径为R′,有: ⑦ 由图示可得, ⑧ 得, ⑨ 联立②⑦⑨式可得,. 答:(1)墨滴带负电,电量为. (2)磁感应强度B=. (3)B’的大小为.   【点评】本题考查粒子在复合场中的运动,知道粒子在电场和重力场区域做匀速直线运动,进入电场、磁场和重力场区域,做匀速圆周运动.结合牛顿第二定律和共点力平衡进行求解.  
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考点分析:
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一台小型电动机车在U=3V电压下工作,用此电动机匀速提升重力G=4N的物体时,通过它的电流I=0.2A.测得某段时间t=30s内该物体被提升h=3m.若不计一切摩擦和阻力,试求:

(1)电动机的输入功率.

(2)在提升重物的t=30s内,电动机线圈所产生的热量.

(3)电动机线圈的电阻.

 

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(1)武宏达同学在“研究感应电动势大小”的实验中,如图1,把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处,第一次快插,第二次慢插,两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1      E2;通过线圈导线横截面电量的大小关系是q1      q2(选填“>”、“=”或“<”符号).通过查阅资料他发现有种称为“巨磁电阻”的材料,这种材料具有磁阻效应,即其电阻随磁场的增加而增大,利用这种效应可以测量磁感应强度.

为了测量所用条形磁铁两极处的磁感应轻度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值R0,请按要求帮助他完成下列实验.

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(2)武宏达同学将该磁敏电阻放到磁场中,用已经调零且选择旋钮指向欧姆档“×100”的位置测量,发现指针偏转角度太大,这时应将选择旋钮指向相邻欧姆档“      ”位置,欧姆调零后测量,其表盘及指针所指位置如图2所示,则电阻为      Ω.需要设计一个可以较准确测量原磁场中该磁敏电阻阻值的电路.在图3中虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出,不考虑磁场对电路其它部分的影响).

提供的器材如下:

A.磁场电阻,无磁场时电阻值R0=10Ω

B.滑动变阻器R,全电阻约2Ω

C.电流表,量程25mA,内阻约3Ω符号满分5 manfen5.com

D.电压表,量程3V,内阻约3kΩ,符号满分5 manfen5.com

E.直流电源E,电动势3V,内阻不计

F.开关S,导线若干

(3)正确连接,将磁敏电阻置入原待测磁场中,测量数据如表:

 

1

2

3

4

5

U(V)

0.00

0.63

1.25

2.10

2.53

I(mA)

0.0

3.0

6.0

10.0

12.0

根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=      Ω.

 

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如图所示,有五根完全相同的金属杆,其中四根固连在一起构成正方形闭合框架,固定在绝缘水平桌面上,另一根金属杆ab搁在其上且始终接触良好.匀强磁场垂直穿过桌面,不计ab杆与框架的摩擦,当ab杆在外力F作用下匀速沿框架从最左端向最右端运动过程中(  )

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A.外力F是恒力

B.桌面对框架的水平作用力先变小后变大

C.正方形框架的发热功率先变小后变大

D.金属杆ab产生的总热量小于外力F所做总功的一半

 

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如图甲所示,某静电除尘装置矩形通道的长为L,宽为b,高为d,其前、后面板为绝缘材料,上、下面板为金属材料.如图乙所示是此装置的截面图,上、下两板与电压恒为U的高压直流电源相连.带负电的尘埃以水平速度v0进入矩形通道,当碰到下板后其所带的电荷被中和,同时其被收集.将收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值,称为除尘率.不计尘埃所受的重力及尘埃间的相互作用.要增大尘埃率,下列措施可行的是(  )

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A.只增大宽度L    B.只增大高度d    C.只增大宽度b    D.只增大速度v0

 

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如图所示,虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B.一带电微粒自离EF为h的高处由静止下落,从B点进入场区,做了一段匀速圆周运动,从D点射出.下列说法正确的是(  )

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A.微粒受到的电场力的方向一定竖直向上

B.微粒做圆周运动的半径为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com

C.从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C最小

D.从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小

 

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