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如图所示,质量为m=1kg、电荷量为q=5×10-2C的带正电的小滑块,从半径为...

如图所示,质量为m=1kg、电荷量为q=5×102C的带正电的小滑块,从半径为R=0.4m的光滑绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下.整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中.已知E=100V/m,方向水平向右,B=1T,方向垂直纸面向里,g=10 m/s2.求:

(1)滑块到达C点时的速度;

(2)C点时滑块所受洛伦兹力.

 

(1)2m/s,方向水平向左(2)0.1N,方向竖直向下 【解析】 (1)分析滑块受力情况,根据动能定理可求得滑块到达C点的速度; (2)根据洛伦兹力公式可求得滑块所受洛伦兹力; (1)以滑块为研究对象,自轨道上A点滑到C点的过程中,受重力mg,方向竖直向下;静电力qE,方向水平向右; 洛伦兹力方向始终垂直于速度方向,滑块从A到C过程中洛伦兹力不做功,由动能定理得: 得:,方向水平向左; (2)根据洛伦兹力公式得:,方向竖直向下。
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在倾角θ=30°的光滑导体滑轨AB的上端接入一个电动势E=3 V,内阻不计的电源,滑轨间距L=10 cm,将一个质量m=30 g,电阻R=0.5 Ω的金属棒水平放置在滑轨上,若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场,当闭合开关S后,金属棒刚好静止在滑轨上,如图所示,求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小.

 

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如图所示,一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管,固定于竖直平面内,环的半径为R(比细管的内径大得多),在圆管内的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态,小球的质量为m,带电荷量为q,重力加速度为g.空间存在一磁感应强度大小未知(不为零)、方向垂直于细圆管所在平面且向里的匀强磁场.某时刻,给小球一方向水平向右、大小为v0的初速度,则以下判断正确的是(  )

A. 无论磁感应强度大小如何,获得初速度后的瞬间,小球在最低点一定受到管壁的弹力作用

B. 无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细管的最高点,且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用

C. 无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细管的最高点,且小球到达最高点时的速度大小都相同

D. 小球从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中,机械能不守恒

 

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利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n,现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b,厚为d,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向电流I时,在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U.已知自由电子的电荷量为e,则下列判断正确的是(  )

A. 上表面电势高

B. 下表面电势高

C. 该导体单位体积内的自由电子数为

D. 该导体单位体积内的自由电子数为

 

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回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两 极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f。则下列说法正确的是(    )       

A. 质子被加速后的最大速度不可能超过πfR

B. 质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

C. 只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值

D. 不改变Bf,该回旋加速器也能用于加速α粒子

 

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如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台秤读数为F1,现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒,当导体棒中通以方向如图所示的电流后,台秤读数为F2,则以下说法正确的是(  )

A. 弹簧长度将变长

B. 弹簧长度将变短

C. F1>F2

D. F1<F2

 

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