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如图所示,在坐标系的第一、四象限存在一宽度为a、垂直纸面向外的有界匀强磁场,磁感...

如图所示,在坐标系的第一、四象限存在一宽度为a、垂直纸面向外的有界匀强磁场,磁感应强度的大小为B;在第三象限存在与y轴正方向成θ=60°角的匀强电场。一个粒子源能释放质量为m、电荷量为+q的粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子源在点P()时发出的粒子恰好垂直磁场边界EF射出;将粒子源沿直线PO移动到Q点时,所发出的粒子恰好不能从EF射出。不计粒子的重力及粒子间相互作用力。求:

1)匀强电场的电场强度;

2PQ两点间的距离;

3)若仅将电场方向顺时针转动60°,粒子源仍在PQ间移动并释放粒子,试判断这些粒子第一次从哪个边界射出磁场并确定射出点的纵坐标范围。

 

(1)(2)(3)[,] 【解析】试题(1)粒子源在P点时,粒子在电场中被加速 根据动能定理 有 粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律 有 由几何关系知,半径 解得 (2)粒子源在Q点时,设OQ=d 根据动能定理 有 根据牛顿第二定律 有 粒子在磁场中运动轨迹与边界EF相切,由几何关系知 联立解得 (3)若将电场方向变为与y轴负方向成角,由几何关系可知,粒子源在PQ间各点处,粒子经电场加速后到进入磁场时的速率与原来相等,仍为v1、v2。从P、Q点发出的粒子半径仍为、.从P发出的粒子第一次从y轴上N点射出,由几何关系知轨道正好与EF相切,N点的纵坐标 同理可求,从Q发出的粒子第一次从y轴上M点射出,M点的纵坐标 即射出点的纵坐标范围 [,]
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考点分析:
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如图() 所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力下作用,并保持拉力的功率恒为4W.从此时开始计时,经过2s金属棒的速度稳定不变,图()为安培力与时间的关系图像。试求:

(1)金属棒的最大速度;

(2)金属棒的速度为3m/s时的加速度;

(3)求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热.

 

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如图所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200cm²,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图所示。求:

(1)线圈中的感应电流的大小和方向;

(2)电阻R两端电压及消耗的功率;

(3)4s内通过R的电荷量。

 

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某同学为了测量某电池的电动势B和内阻r,设计了如图甲所示的电路。已知定值电阻Ro=20Ω,电压表V2的内阻很大,可视为理想电压表.

(1)根据图甲所示电路,请在乙图中用笔画线代普导线,完成实物电路的连接_________

(2)实验中,该同学移动滑动变阻器滑片,读出电压表V1V2的示数U1、U2,数据如下表所示,请根据表格中的数据在图丙所示的坐标纸中画出U2-U1的图线______________

由图象可得该电源的电动劳E=_______V,内阻r=_________Ω.

(4)实验电路测得的电源内阻的阻值____________(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值.

 

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如图所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门B。滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放。

(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图所示,则d________mm。

(2)实验时,将滑块从A位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t,若要得到滑块的加速度,还需要测量的物理量是__________________

(3)下列不必要的一项实验要求是________。(请填写选项前对应的字母)

A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B.应使A位置与光电门间的距离适当大些

C.应将气垫导轨调节水平

D.应使细线与气垫导轨平行

(4)改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图像,研究滑块的加速度与力的关系,处理数据时应作出________图像。(选填t2­F”“ ­F­F”)

 

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如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗着导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN,现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好,下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象,可能正确的是(   )

A.     B.

C.     D.

 

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