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如图甲所示,直角坐标系中直线AB与横轴x夹角∠BAO=30°,AO长为a.假设在...

如图甲所示,直角坐标系中直线AB与横轴x夹角BAO=30°,AO长为a.假设在点A处有一放射源可沿BAO所夹范围内的各个方向放射出质量为m、速度大小均为v、带电量为e的电子,电子重力忽略不计.在三角形ABO内有垂直纸面向里的匀强磁场,当电子从顶点A沿AB方向射入磁场时,电子恰好从O点射出.试求:

(1)从顶点A沿AB方向射入的电子在磁场中的运动时间t;

(2)磁场大小、方向保持不变,改变匀强磁场分布区域,使磁场存在于三角形ABO内的左侧,要使放射出的电子穿过磁场后都垂直穿过y轴后向右运动,试求匀强磁场区域分布的最小面积S.

(3)磁场大小、方向保持不变,现改变匀强磁场分布区域,使磁场存在于y轴与虚线之间,示意图见图乙所示,仍使放射出的电子最后都垂直穿过y轴后向右运动,试确定匀强磁场左侧边界虚线的曲线方程.

 

(1) (2) (3) 【解析】(1)根据题意,电子在磁场中的运动的轨道半径R=a,运动轨迹对应的圆心角为 所以时间: (2)有界磁场的上边界:以AB方向发射的电子在磁场中的运动轨迹与AO中垂线交点的左侧圆弧有界磁场的上边界:以A点正上方、距A点的距离为a的点为圆心,以a为半径的圆弧.故最小磁场区域面积为 (3)设在坐标(x,y)的点进入磁场,由相似三角形得到: 圆的方程为:x2+(y+b)2=a2消去(y+b),磁场边界的方程为:  
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考点分析:
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如图甲所示:MN、PQ是相距d=l m的足够长平行光滑金属导轨,导轨平面与水平面成某一夹角,导轨电阻不计;长也为1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,ab的质量m=0.1 kg、电阻R=lΩ;MN、PQ的上端连接右侧电路,电路中R2为一电阻箱;已知灯泡电阻RL=3Ω,定值电阻R1=7Ω,调节电阻箱使R2 =6Ω,重力加速度g=10 m/s2。现断开开关S,在t=0时刻由静止释放ab,在t=0.5 s时刻闭合S,同时加上分布于整个导轨所在区域的匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面斜向上;图乙所示为ab的速度随时间变化图像。

   

(1)求斜面倾角a及磁感应强度B的大小;

    (2)ab由静止下滑x=50 m(此前已达到最大速度)的过程中,求整个电路产生的电热;

    (3)若只改变电阻箱R2的值。当R2为何值时,ab匀速下滑中R2消耗的功率最大?消耗的最大功率为多少?

 

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如图所示,在磁感应强度大小为B=1T、方向垂直向上的匀强磁场中,有一上、下两层均与水平面平行的“U”型光滑金属导轨,在导轨面上各放一根完全相同的质量为m=2kg的匀质金属杆A1和A2,开始时两根金属杆位于同一竖起面内且杆与轨道垂直.设两导轨面相距为H=1.25m,导轨宽为L=1m,导轨足够长且电阻不计,金属杆电阻为R=1Ω.现有一质量为m/2的不带电小球以水平向右的速度v=10m/s撞击杆A1的中点,撞击后小球反弹落到下层面上的C点.C点与杆A2初始位置相距为S=1m.求:

 

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如图所示,两根相距d=0.20m的平行金属长导轨,固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.20T。导轨上面横放着两根金属细杆,构成矩形回路,每根金属细杆的电阻r=0.25Ω,回路中其余部分的电阻不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力作用下,沿导轨朝相反方向匀速平移,速度大小都是v=5m/s 。不计导轨上的摩擦.

(1)求作用于每根金属细杆的拉力的大小;

(2)求两金属杆在间距增加ΔL=0.40m的滑动过程中共产生的热量.

 

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某同学设计了一个如图所示的实验电路,用以测定电源电动势和内阻,使用的实验器材为:待测干电池组(电动势约3V)、电流表(量程0.6A,内阻小于1)、电阻箱(0~99.99)、滑动变阻器(0~10)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。考虑到干电池的内阻较小,电流表的内阻不能忽略。

(1)该同学按图连线,先将开关K合上,调节滑动变阻器的阻值,使电流表满偏;再将开关S接到C点上,调节电阻箱R(可认为流过电源的电流不变),当电阻箱阻值为0.20Ω时,电流表的读数为满偏时的一半.则测得电流表的内阻RA=______Ω.

(2)该实验存在系统误差,使电流表电阻的测量值______真实值(填“大于”或“小于”)

(3)断开开关K,将开关S接在D点上,调节电阻箱R,得到如图所示由实验数据绘出的图象,由此示出待测干电池组的电动势E=______V、内阻r=______Ω.(计算结果保留三位有效数字)

 

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完成下列填空

(1)如图所示是探究电磁感应现象的实验装置.用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中,闭合开关后,在下面的实验探究中,电流表的指针是否偏转.磁体不动,(选填“偏转”或“不偏转”)

使导体AB向上或向下运动,并且不切割磁感线.电流表的指针___________

②导体AB不动,使磁体左右运动.电流表的指针_________

(2)如图所示的电路,可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻,线圈两端并联一个电压表,用来测量自感线圈两端的直流电压,在实验完毕后,将电路拆开时应____

A.先断开开关S1 B.先断开开关S2 C.先拆去电流表    D.先拆去电阻R

 

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