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如图所示,直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内,O为圆心,GH为大圆的水平...

如图所示,直径分别为D2D的同心圆处于同一竖直面内,O为圆心,GH为大圆的水平直径.两圆之间的环形区域()和小圆内部()均存在垂直圆面向里的匀强磁场.间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场,上极板开有一小孔.一质量为m、电量    为+q的粒子由小孔下方处静止释放,加速后粒子以竖直向上的速度v射出    电场,由H点紧靠大圆内侧射入磁场.不计粒子的重力.

(1)求极板间电场强度的大小;

(2)若粒子运动轨迹与小圆相切,求区磁感应强度的大小;

(3)区、区磁感应强度的大小分别为,粒子运动一段时间后再次经过H点,求这段时间粒子运动的路程.

 

(1)(2)或(3)5.5πD 【解析】(1)粒子在电场中,根据动能定理:,解得 (2)若粒子的运动轨迹与小圆相切,则当内切时,半径为 由,解得 则当外切时,半径为 由,解得 (3)若Ⅰ区域的磁感应强度为,则粒子运动的半径为;Ⅱ区域的磁感应强度为,则粒子运动的半径为; 设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的周期分别为T1、T2,由运动公式可得: ; 据题意分析,粒子两次与大圆相切的时间间隔内,运动轨迹如图所示,根据对称性可知,Ⅰ区两段圆弧所对的圆心角相同,设为,Ⅱ区内圆弧所对圆心角为,圆弧和大圆的两个切点与圆心O连线间的夹角设为,由几何关系可得: ; ; 粒子重复上述交替运动回到H点,轨迹如图所示,设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的时间分别为t1、t2,可得: ; 设粒子运动的路程为s,由运动公式可知:s=v(t1+t2) 联立上述各式可得:s=5.5πD 【考点定位】带电粒子在匀强磁场中的运动;动能定理。  
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如图所示,在同一水平面上放置平行长直导轨,导轨I部分相距L=0.4 m,导轨II部分相距L/2,其上平行静止地分别放置可在导轨上无摩擦滑动的金属棒ab和cd,两棒质量均为m=0.1 kg,电阻均为R=1 ,棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,导轨处于磁场方向竖直向下,大小为B=1 T的匀强磁场中,现使金属棒ab以v0=10 m / s的初速向右开始运动,问:

(1)cd棒的最大加速度多大?

(2)若ab棒在导轨I部分时,cd棒已趋于稳定速度,求此时cd棒的稳定速度多大?

(3)在cd棒趋于稳定速度后,ab棒进入导轨II部分运动,则ab棒在滑行过程中还能产生的热量是多少?

(4)在cd棒趋于稳定速度后,ab棒恰进入导轨II部分时,令cd棒突然停止运动,ab棒继续运动直至停止的过程中,通过其横截面的电量为1 c,那么,ab棒在导轨上滑行的最大距离是多少?(假设两棒一直没有相碰)

 

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如图所示,空间有一水平向右的匀强电场,电场强度为E,现在一带正电的质量为m 的小球,其荷质比恰为g/E,它系于一长为L的绝缘细丝线的一端,细丝线的另一端悬挂于 O点,若将丝线拉直,使小球处于悬点左侧与O点等高处A点,由静止开始释放,求:

(1)小球运动到悬点右侧与悬点等高处B点时速度大小和此时细线中的张力大小。

(2)试计算分析小球能否绕O点在竖直面上做完整的圆周运动?

 

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如图,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下,重力加速度为g。

(1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力;

(2)若不固定小车,滑块仍从A点由静止下滑,然后滑入BC轨道,最后从C点滑出小车,已知滑块质量,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,求:

①滑块运动过程中,小车的最大速度Vm

②滑块从B到C运动过程中,小车的位移大小x。

 

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如图,半径为R的均匀带正电薄球壳,其上有一小孔A.已知壳内的场强处处为零;壳外空间的电场,与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样.一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出.下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线,可能正确的是(  )

A.    B.

C.    D.

 

 

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如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端.假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大.用交流电压表测得ab端和cd端的电压分别为UabUcd,则(  )

A. Uab∶Ucdn1∶n2

B. 增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小

C. 负载电阻的阻值越小,cd间的电压Ucd越大

D. 负载电阻的阻值越小,cd间的电压Ucd越小

 

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