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一个质量为m=0.1 g的小滑块,带有q=5×10-4 C的电荷量,放置在倾角α...

一个质量为m0.1 g的小滑块,带有q5×10-4 C的电荷量,放置在倾角α30°的光滑斜面上(绝缘),斜面置于B0.5 T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示。小滑块由静止开始沿斜面下滑,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时要离开斜面。求:(g10 m/s2)

(1)小滑块带何种电荷?

(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大?

(3)该斜面的长度至少多长?

 

(1)负电荷(2)3.5 m/s(3)1.2 m 【解析】 (1)小滑块在沿斜面下滑的过程中,受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F作用,若要使小滑块离开斜面,则洛伦兹力F应垂直斜面向上,如图所示,根据左手定则可知,小滑块应带负电荷; (2)小滑块沿斜面下滑的过程中,由平衡条件得, 当支持力FN=0时,小滑块脱离斜面.设此时小滑块速度为, 则此时小滑块所受洛伦兹力, 所以; (3)设该斜面长度至少为l,则小滑块离开斜面的临界情况为小滑块刚滑到斜面底端时.因为下滑过程中只有重力做功,由动能定理得, 所以斜面长至少为、.
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考点分析:
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如图所示,水平导轨间距为L,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量m,电阻R,与导轨接触良好;电源电动势E,内阻r,电阻R;外加匀强磁场的磁感应强度B,方向垂直于ab,与导轨平面成角;ab与导轨间动摩擦因数为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度gab处于静止状态已知求:

受到的安培力大小和方向.

重物重力G的取值范围.

 

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10分)老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻.所给的实验器材有:待测电源E,定值电阻R1(阻值未知),电压表V(量程为3.0V,内阻很大,可视为理想表),电阻箱R099.99),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.

1)同学小红按照右图连接电路,然后进行了如下操作:

S2接到,拨动电阻箱旋钮,使各旋钮盘的刻度处于如下图甲所示的位置,闭合S1,记录下对应的电压表示数为2.20V,然后断开S1

保持电阻箱示数不变,将S2切换到,闭合S1,记录此时电压表的读数(电压表的示数如下图乙所示),然后断开S1

请你解答下列问题:

图甲所示电阻箱的读数为         Ω,图乙所示的电压表读数为          V

由此可算出定值电阻R1的阻值为          ΩR1的计算结果保留两位小数).

2)在完成上述操作后,小红继续以下的操作:

S2切换到,闭合S1,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图丙所示的图线.

由此可求得电源电动势E和电源内阻r,其中E =         V,内阻r =         Ω(计算结果均保留两位小数).

 

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某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体的电阻率,进行如下实验:

①首先用多用电表进行了电阻测量,主要实验步骤如下:

A.把选择开关扳到“×10”的欧姆挡上;

B.把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针 指在电阻刻度的零位上;

C.把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接,发现这时指针偏转较大;

D.换用“×100”的欧姆挡进行测量,随即记下欧姆数值;

E.把表笔从测试笔插孔中拔出后,将选择开关旋至OFF,把多用电表放回原处 上述实验中有二处操作错误:

错误一 ____________________________________________.

错误二 ____________________________________________.

②为使实验更准确,又采用伏安法进行了电阻测量,下图两个电路方案中,应选择图_______________.用实验中读取电压表和电流表的示数UI和已知圆柱形导 体的长度L和直径d,计算电阻率的表达式为ρ=___________.(字母表示)

 

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如图所示,等腰直角三角形abc区域存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为三个相同的带电粒子从b点沿bc方向分别以不同的速度射入磁场,在磁场中运动的时间分别为,且直角边bc的长度为L,不计粒子的重力,下列说法正确的是  

A. 三个速度的大小关系可能是

B. 三个速度的大小关系可能是

C. 粒子的比荷

D. 粒子的比荷

 

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霍尔效应广泛应用于半导体材料的测试和研究中,例如应用霍尔效应测试半导体是电子型还是空穴型,研究半导体内载流子浓度的变化等.在霍尔效应实验中,如图所示,宽ab1 cm、长ad4 cm、厚ae1.0×103cm的导体,沿ad方向通有3 A的电流,当磁感应强度B1.5 T的匀强磁场垂直向里穿过abcd平面时,产生了1.0×105V的霍尔电压,(已知导体内定向移动的自由电荷是电子)则下列说法正确的是

A. 在导体的上表面聚集自由电子,电子定向移动的速率v×103m/s

B. 在导体的前表面聚集自由电子,电子定向移动的速率v×103m/s

C. 在其它条件不变的情况下,增大ad的长度,可增大霍尔电压

D. 每立方米的自由电子数为n2.8×1029

 

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