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【加试题】(12分) 如图所示, x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内...

【加试题】12分 如图所示, x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感应强度为B。在x轴(-R,R)下方的区域内存在方向与y轴相同的匀强电场。y轴下方的A点与O点的距离为d,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放,经电场加速后从O点射入磁场,不计粒子的重力作用.

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(1)要使粒子进入磁场之后不再经过x轴,电场强度需大于或等于某个值E,求E;

(2)若电场强度变化为第1问E的满分5 manfen5.com,求粒子经过磁场偏转后到达x轴时的坐标;并求粒子从A点出发到该位置的时间。

 

(1)(2) t=(++) 【解析】 试题分析:(1)粒子在电场中加速,由动能定理得qEd=mv2 粒子进入磁场后做圆周运动,有 粒子之后恰好不再经过x轴,则离开磁场时的速度方向与x轴平行,运动情况如图①, 可得 由以上各式解得 (2)将E’=E代入可得磁场中运动的轨道半径 粒子运动情况如图②,图中的角度α、β满足 即α=30° β=2α=60° 粒子经过x轴时的位置坐标为 解得 [来源:学+科+网Z+X+ 粒子在磁场中的速度 电场中运动时间t1= 磁场中运动时间t2= 出磁场后到X轴时间t3= 从A点出发运动的总时间是t=++= (++) 考点:带电粒子在匀强电场及在匀强磁场中的运动. 【名师点睛】本题考查了粒子在匀强电场及在匀强磁场中的运动,解题时要分析清楚粒子运动过程是正确解题的关键,注意画出粒子运动的草图,根据物理过程的顺序选择合适的物理规律,应用运动学公式、牛顿第二定律可以解题。  
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考点分析:
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【加试题】8分如图所示,MN、PQ为相距L=0.2 m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨处于磁感应强度为B=1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,在两导轨的M、P两端接有一电阻为R=2 Ω的定值电阻,回路其余电阻不计.一质量为m=0.2 kg的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好.今平行于导轨对导体棒施加一作用力F, 使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端,滑动过程中导体棒始终垂直于导轨,加速度大小为a=4 m/s2,经时间t=1 s滑到cd位置,从ab到cd过程中电阻发热为Q=0.1 J。求:

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1到达cd位置时,对导体棒施加的作用力;

2导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功。

 

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【加试题】4分如图所示,是“研究电磁感应现象”的实验装置.

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1如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将原线圈迅速插入副线圈中,电流计指针将           .(填“向右偏”、“向左偏”

2原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针将           .(填“向右偏”、“向左偏”)

 

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12分如图所示是家用电瓶车充电器对蓄电池组进行充电的电路。A、B两端接在充电机的输出端上,蓄电池组的内阻r=2Ω,指示灯L的规格为“6V,3W”。当可变电阻R调到20Ω时,指示灯恰能正常发光,电压表示数为52V设电压表内阻极大,试求:

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1充电机的输出功率;

2对蓄电池组的输入功率;

3蓄电池组的总电动势;

4充电机的充电效率。

 

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9分水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源不计内阻.现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示,问:

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1当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?

2若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?

 

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6分小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据IU分别表示小灯泡上的电流和电压:

I/A

0

0.10

0.20

0.26

0.34

U/V

0

0.20

0.40

0.60

0.80

I/A

0.38

0.42

0.45

0.47

0.50

U/V

1.00

1.20

1.40

1.60

2.00

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1在虚线框中画出实验电路图.可用的器材有:电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0~10 Ω、电源、小灯泡、电键、导线若干.

2在上图中画出小灯泡的U-I曲线.

(3)把该小灯泡接在电动势为1.5 V、内阻是2.0 Ω的电池两端,小灯泡的实际功率是         

 

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