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如图所示,一个质量为m,带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应...

如图所示,一个质量为m,带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从点b处穿过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为300.粒子的重力不计,试求:

(1)粒子在磁场中的运动半径

(2)圆形匀强磁场区域的最小面积.

 

(1)粒子在磁场中的运动半径为 (2)圆形匀强磁场区域的最小面积为 【解析】 (1)带电粒子在磁场中运动时,洛仑兹力提供向心力得: 解得: (2)带电粒子在磁场中轨迹圆弧对应的圆心角为120°,,连接粒子在磁场区入射点和出射点得弦长为:l= R 要使圆形匀强磁场区域面积最小,其半径刚好为l的一半,即: 其面积为: 点睛:本题主要考查了带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的问题,知道向心力由洛伦兹力提供,学会利用圆心角去求运动时间,难度适中。  
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考点分析:
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截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面向里,如图所示,磁感应强度正按=0.01的规律均匀减小,开始时S未闭合。R1=4Ω,R2=6Ω,C=30µF,线圈内阻不计。求:

(1)S闭合后,通过R2的电流大小;

(2)S闭合后一段时间又断开,则S切断后通过R2的电量是多少?

 

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一个电阻为R的长方形线圈abcd沿着磁针所指的南北方向平放在北半球的一个水平桌面上,ab=L1bc=L2,如图所示。现突然将线圈翻转1800,使abdc互换位置,用冲击电流计测得导线中流过的电量为Q1,由此可求到该处地磁感强度竖直分量的大小By=___ 。然后维持ad边不动,将线圈绕ad边转动,使之突然竖直,这次测得导线中流过的电量为Q2,则该处地磁场的磁感强度水平分量的大小Bx=________________

 

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如图所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强时,电势差U、电流I和B的关系为U=k.式中的比例系数k称为霍尔系数.霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场.横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力.当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.

设电流I是由电子的定向流动形成的,电子的平均定向速度为v,电荷量为e,回答下列问题:

(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势________下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“等于”);

(2)n代表导体板单位体积中电子的个数.由静电力和洛伦兹力平衡的条件,求证霍尔系数为k=_____.

 

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现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表、开关如图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流表指针向右偏转,由此可以判断:线圈A向上移动都能引起电流表指针_____偏转.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流表指针_____偏转(填向右\左) 

 

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如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg,且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板的左端无初速放置一质量为0.1kg,电荷量q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左,大小为0.6N的恒力,g取10m/s2。则:

A. 木板和滑块一直以2m/s2做匀加速运动

B. 滑块先做匀加速运动,再做加速度减小的加速运动,最后做匀速运动

C. 最终木板以2m/s2做匀加速运动,滑块以10m/s做匀速运动

D. 最终木板以3m/s2做匀加速运动,滑块以10m/s的匀速运动

 

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