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如图所示,真空中有中间开有小孔的两平行金属板竖直放置构成电容器,给电容器充电使其...

如图所示,真空中有中间开有小孔的两平行金属板竖直放置构成电容器,给电容器充电使其两板间的电势差U=3×103V,以电容器右板小孔所在位置为坐标原点建立图示直角坐标系xoy.第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界MN平行于x轴,现将一质量m=3.0×10﹣10㎏、q=+0.5×10﹣3C 且不计重力的带电粒子从电容器的左板小孔由静止释放,经电场加速后从右板小孔射入磁场,已知该粒子能经过磁场中的P点纵坐标y=3+满分5 manfen5.com满分5 manfen5.comcm.若保持电容器的电荷量不变,移动左板使两板间距离变为原来的满分5 manfen5.com,调整磁场上边界MN的位置,粒子仍从左板小孔无初速释放,还能通过P点,且速度方向沿y轴正向.求磁场的磁感应强度B.

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磁场的磁感应强度B为2T 【解析】 试题分析:粒子在电场中加速,在磁场中做匀速圆周运动,应用动能定理、牛顿第二定律可以求出磁感应强度. 【解析】 设极板间距离改变前后的板间距离分别为d1和d2,电势差是U1和U2、粒子经加速后的速度分别为:v1、v2,电容器的电容为: C= C= ① 已知:d1=d2 ②由①②解得:U1=4U2 ③, 由动能定理得:qU=mv2﹣0 ④ 由③④解得:v1=2v2 ⑤, 粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得: qvB=m ⑥ 由⑤⑥解得:r1=2r2 ⑦, 如果粒子第二次也通过P点,需将MN下移,使粒子运动周期时离开磁场, 然后匀速运动通过P点,其运动轨迹如图所示, 则:sinθ==,θ=30°,r1+r1cosθ=y, r1=, 代入数据解得:r1=3cm, 由④⑥解得:B==, 代入数据解得:B=2T; 答:磁场的磁感应强度B为2T.   【点评】本题考查了求磁感应强度,分析清楚粒子运动过程、应用动能定理、牛顿第二定律即可在去接她,解题时要注意作出粒子运动轨迹、注意几何知识的应用.  
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考点分析:
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如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中.质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0.整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行.

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(1)求初始时刻通过电阻R的电流I大小和方向;

(2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a;

(3)若导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,整个电路产生的焦耳热Q.

 

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质量为m,电荷量为q的粒子,以初速度v垂直进入磁感应强度为B,宽度为L的匀强磁场区域,并从另一端出射,如图所示,不计粒子重力.求

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(1)带电粒子运动的轨道半径R;

(2)带电粒子离开磁场时的偏转角的θ;

(3)带电粒子在磁场中的运动时间t.

 

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如图甲所示为一黑箱装置,盒内有电源、电阻等元件,a、b为黑箱的两个输出端.

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(1)含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”,a、b是等效电源的两极.为了测定这个等效电源的电动势和内阻,该同学设计了如图乙所示的电路,调节变阻器的阻值,记录下电压表和电流表的示数,并在方格纸上建立了U﹣I坐标,根据实验数据画出了坐标点,如图丙所示.请你做进一步处理,并由图求出等效电源的电动势

E=      V,内阻r=      Ω.(结果保留两位小数)

(2)由于电压表和电流表的内阻会产生系统误差,则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比      ,测得的内阻与实际值相比      (选填“偏大”“偏小”或“相同”).

 

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某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:

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(1)用螺旋测微器测量其直径如图1,由图可知其直径为      mm;

(2)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如2图,则该电阻的阻值约为      Ω.

(3)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:

待测圆柱体电阻R

电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω)

电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω)

电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)

电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)

直流电源E(电动势4V,内阻不计)

滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)

滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)

开关S及导线若干

为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,测量的电路图如图所示,则选择的电流表是      、电压表是      、滑动变阻器是      (填写所用器材的代号).

 

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一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用图(a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为3.0V,3.0mA,用(b)图测得的数据是2.9V,4.0mA,由此可知,用      图测得Rx的误差较小,测量值Rx=      Ω.

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