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如图1所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2),存在垂直纸面向里的匀强...

如图1所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1L2),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为E0E>0表示电场方向竖直向上。t=0时,一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N2点。Q为线段N1N2的中点,重力加速度为g。上述dE0mv、g为已知量。

(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小;

(2)求电场变化的周期T

(3)改变宽度d,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T的最小值。

 

(1);(2)(3) 【解析】试题分析:根据物体的运动性质结合物理情景确定物体的受力情况.再根据受力分析列出相应等式解决问题. 【解析】 (1)根据题意,微粒做圆周运动,洛伦兹力完全提供向心力,重力与电场力平衡, 则mg=qE0 ① ∵微粒水平向右做直线运动,∴竖直方向合力为0. 则 mg+qE0=qvB ② 联立①②得:q=③B=④ (2)设微粒从N1运动到Q的时间为t1,作圆周运动的周期为t2, 则=vt1⑤qvB=m⑥2πR=vt2 ⑦ 联立③④⑤⑥⑦得:t1=,t2=⑧ 电场变化的周期T=t1+t2=+⑨ (3)若微粒能完成题述的运动过程,要求 d≥2R ⑩ 联立③④⑥得:R=,设N1Q段直线运动的最短时间t1min,由⑤⑩得t1min=, 因t2不变,T的最小值 Tmin=t1min+t2=. 答:(1)微粒所带电荷量q为,磁感应强度B的大小为. (2)电场变化的周期T为+. (3)T的最小值为.
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考点分析:
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如图,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切.质量为m的带正电小球B静止在水平轨道上,质量为2m的带正电小球ALM上距水平轨道高为h处由静止释放,在A球进入水平轨道之前,由于AB两球相距较远,相互作用力可认为是零,A球进入水平轨道后,AB两球间相互作用视为静电作用.带电小球均可视为质点.已知AB两球始终没有接触.重力加速度为g.求:

(1)AB两球相距最近时,A球的速度v

(2)AB两球最终的速度vAvB的大小.

 

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(2017新课标全国Ⅰ卷)某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表V(量程3 V,内阻3 kΩ);电流表A(量程0.5 A,内阻0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 Ω);电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干。

(1)实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图__________

(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。

由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_________(填增大”、“不变减小),灯丝的电阻率__________(填增大”、“不变减小”)。

(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为__________W,最大功率为__________W。(结果均保留2位小数)

 

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如图所示的实验装置可以用来测量重力加速度g,方法是让字型金属片自由下落通过光电门,字型中间立柱长为h,上下两块挡光片A、B足够窄,宽度均为D,挡光时间由跟光电门相连的数字计时器记录下来,若下挡片B通过光电门的时间为Δt1,上挡光片A通过光电门的时间为Δt2,则字型金属片进入光电门时的速度v1______,离开光电门时的速度v2_______,自由落体运动的加速度g=________.

 

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图乙是小型交流发电机的示意图,在匀强磁场中,一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。发电机线圈内阻为10Ω,外接一只电阻为90Ω的灯泡,不计电路的其他电阻,则

A. 灯泡两端的电压为198V

B. 每秒钟内电流方向改变50

C. 灯泡实际消耗的功率为5378W

D. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为484J

 

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涡流检测是工业上无损检测的方法之一。如图所示,线圈中通以一定频率的正弦交流电,靠近待测工件时,工件内会产生涡流,同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化。下列说法中正确的是(  )

A. 涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化

B. 涡流的频率等于通入线圈的交流电频率

C. 通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力

D. 待测工件可以是塑料或橡胶制品

 

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