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某地区多发雾霾天气,PM2.5浓度过高,为防控粉尘污染,某同学设计了一种除尘方案...

某地区多发雾霾天气,PM25浓度过高,为防控粉尘污染,某同学设计了一种除尘方案,用于清除带电粉尘模型简化如图所示,粉尘源从A点向水平虚线上方竖直平面内各个方向均匀喷出粉尘微粒,每颗粉尘微粒速度大小均为v=10 m/s,质量为m=5×10-10 kg,电荷量为q=+1×10-7 C,粉尘源正上方有一半径R=05 m的圆形边界匀强磁场,磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外且大小为B=01 T的,磁场右侧紧靠平行金属极板MN、PQ,两板间电压恒为U0,两板相距d=1 m,板长l=1 m。不计粉尘重力及粉尘之间的相互作用,假设MP为磁场与电场的分界线。已知求:

1微粒在磁场中的半径r并判断粒子出磁场的速度方向;

2若粉尘微粒100%被该装置吸收,平行金属极板MN、PQ间电压至少多少?

 

(1)0.5m,水平向右 (2)1V 【解析】 试题分析: (1)粉尘微粒在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力,设轨道半径为r,则有 得 假设粉尘微粒从B点打出,轨道圆的圆心为O′,由r=R可知四边形AOBO′为菱形,所以OA∥OB′,BO′一定是竖直的,速度方向与BO′垂直,因此速度方向水平向右; (2)粉尘微粒进入电场做类平抛运动, 水平方向有 竖直方向有 ; 把y≥d代入解得 考点:带电粒子在匀强电场中的运动 【名师点睛】本题是信息题,考查带电粒子在电场和磁场中的运动,关键抓住临界状态,结合几何关系综合求解,难度较大。  
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考点分析:
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如图所示为一种可测量磁感应强度的实验装置:磁铁放在水平放置的电子测力计上,两极之间的磁场可视为水平匀强磁场,其余区域磁场的影响可忽略不计,此时电子测力计的示数为G1。将一直铜条AB水平且垂直于磁场方向静置于磁场中,两端通过导线与一电阻连接成闭合回路,此时电子测力计的示数为G2。现使铜棒以竖直向下的恒定速率v在磁场中运动,这时电子测力计的示数为G3,测得铜条在匀强磁场中的长度为L,回路总阻值为R。铜条始终未与磁铁接触。

1下列判断正确的是   

AG1<G2<G3       BG1=G2<G3

CG1=G2>G3       DG1<G2=G3

2由以上测得量可以写出磁感应强度B大小的表达式为____________。

 

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目前汽车上都有车载电瓶作为备用电源,用久以后性能会下降,表现之一为电瓶的电动势变小,内阻变大。某兴趣小组将一块旧的车载电瓶充满电,准备利用下列器材测量电瓶的电动势和内电阻。

A待测电瓶,电动势约为3 V,内阻约几欧姆

B直流电压表V1、V2,量程均为3 V,内阻约为3

C定值电阻R0未知

D滑动变阻器R,最大阻值Rm

E导线和开关

1根据如图甲所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图。

2实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R0,方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm,再闭合开关,电压表V1和V2的读数分别为U10,U20,则R0=_________用U10、U20、Rm表示

3实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U1一U2图象如图丙所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,则电瓶的电动势E=________,内阻r=__________用k、a、R0表示

 

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如图所示,匀强磁场的方向垂直于光滑的金属导轨平面向里,极板间距为d的平行板电容器与总阻值为2R0的滑动变阻器通过平行导轨连接,电阻为R0的导体棒MN可在外力的作用下沿导轨从左向右做匀速直线运动。当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中间位置且导体棒MN的速度为v0时,位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态。若不计摩擦和平行导轨及导线的电阻,各接触处接触良好,重力加速度为g,则下列判断正确的是   

A油滴带正电荷

B若将上极板竖直向上移动距离d,油滴将向上加速运动,加速度a = g/2

C若将导体棒的速度变为2v0,油滴将向上加速运动,加速度a = g

D若保持导体棒的速度为v0不变,而将滑动触头置于a端,同时将电容器上极板向上移动距离d/3,油滴仍将静止

 

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如图所示,边长为L的正方形导线框abcd固定在匀强磁场中,一金属棒PQ架在导线框上并以恒定速度v从ad滑向bc;已知导线框和金属棒由单位长度电阻为R0的均匀电阻丝组成,磁场的磁感应强度为B、方向垂直纸面向里,PQ滑动过程中始终垂直导线框的ab、dc边,且与导线框接触良好,不计一切摩擦,则 

APQ中的电流方向由P到Q,大小先变大后变小

BPQ中的电流方向由Q到P,大小先变小后变大

C通过PQ的电流的最大值为

D通过PQ的电流的最小值为

 

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如图所示,一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路线圈的半径为r1在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图b所示图线与横、纵轴的交点坐标分别为t0和B0导线的电阻不计在0至t1时间内,下列说法正确的是 

AR1中电流的方向由a到b通过R1

B电流的大小为

C线圈两端的电压大小为

D通过电阻R1的电荷量

 

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