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如图所示,半径为L1=2 m的金属圆环内上、下半圆各有垂直圆环平面的有界匀强磁场...

如图所示,半径为L1=2 m的金属圆环内上、下半圆各有垂直圆环平面的有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B1满分5 manfen5.comT.长度也为L1、电阻为R的金属杆ab,一端处于圆环中心,另一端恰好搭接在金属环上,绕着a端沿逆时针方向匀速转动,角速度为ω=满分5 manfen5.comrad/s.通过导线将金属杆的a端和金属环连接到图示的电路中(连接a端的导线与圆环不接触,图中的定值电阻R1=R,滑片P位于R2的正中央,R2的总阻值为4R),图中的平行板长度为L2=2 m,宽度为d=2 m.图示位置为计时起点,在平行板左边缘中央处刚好有一带电粒子以初速度v0=0.5 m/s向右运动,并恰好能从平行板的右边缘飞出,之后进入到有界匀强磁场中,其磁感应强度大小为B2,左边界为图中的虚线位置,右侧及上下范围均足够大.(忽略金属杆与圆环的接触电阻、圆环电阻及导线电阻,忽略电容器的充放电时间,忽略带电粒子在磁场中运动时的电磁辐射的影响,不计平行金属板两端的边缘效应及带电粒子的重力和空气阻力)求:

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(1)在0~4 s内,平行板间的电势差UMN

(2)带电粒子飞出电场时的速度;

(3)在上述前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入电场,则磁感应强度B2应满足的条件.

 

(1)(2)θ=45°(3) 【解析】 试题分析:(1)金属杆产生的感应电动势恒为 由电路的连接特点知: 由右手定则知:在0~4 s时间内,金属杆ab中的电流方向为b→a,则 则在0~4 s时间内,,. (2)粒子在平行板电容器内做类平抛运动,在0~T1/2时间内水平方向 竖直方向,,, 得, 则粒子飞出电场时的速度 ,所以该速度与水平方向的夹角θ=45°. (3)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由,得 由几何关系及粒子在磁场中运动的对称性可知,时离开磁场后不会第二次进入电场,即. 考点:考查了带电粒子在电磁场中的运动 【名师点睛】导体切割磁感线产生电动势,结合串并联电路特点即可求解.带电粒子在电场中做类平抛运动,有运动学知识求解即可.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律求解粒子运动半径,结合几何关系求解磁场强度大小  
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考点分析:
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边长为L=0.2 m的正方形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,穿过该区域磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示。将边长为L/2,匝数n=100,线圈电阻r=1.0 Ω的正方形线圈abcd放入磁场,线圈所在平面与磁感线垂直,如图甲所示。求:

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(1)回路中感应电流的方向及磁感应强度的变化率满分5 manfen5.com

(2)在0~4.0 s内通过线圈的电荷量q;

(3)0~6.0 s内整个闭合电路中产生的热量。

 

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如图所示,在半径为满分5 manfen5.com的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆形区域右侧有一竖直感光板,圆弧顶点P有一速率为v0的带正电的粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电荷量为q,粒子重力不计.

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(1)若粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;

(2)若粒子对准圆心射入,且速率为满分5 manfen5.com,求它打到感光板上时速度的垂直分量;

(3)若粒子以速率v0从P点以任意角射入,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上.

 

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回旋加速器是用于加速带电粒子流,使之获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒间狭缝中形成匀强电场,使粒子每穿过狭缝都得到加速;两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面.离子源置于盒的圆心,释放出电量为q、质量为m的离子,离子最大回旋半径为Rm,磁场强度为B,其运动轨迹如图所示.求:

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(1)离子离开加速器时速度多大?

(2)设离子初速度为零,两D形盒间电场的电势差为U,盒间距离为d,求加速到上述能量所需时间(粒子在缝中时间不忽略)。

 

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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外,还有:

A.直流电源(电动势约为5 V,内阻可不计)

B.直流电流表(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω)

C.直流电流表(量程0~600 mA,内阻约为5 Ω)

D.直流电压表(量程0~15 V,内阻约为15 kΩ)

E.直流电压表(量程0~5 V,内阻约为10 kΩ)

F.滑动变阻器(最大阻值10 Ω,允许通过的最大电流为2 A)

G.滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,允许通过的最大电流为0.5 A)

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.

(1)实验中电流表应选用________,电压表应选用________,滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示).

(2)请按要求将图中所示的器材连成实验电路.

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(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示.现把实验中使用的小灯泡接到如图所示的电路中,其中电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,定值电阻R=9 Ω,此时灯泡的实际功率为________W(结果保留两位有效数字)

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用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图所示,此示数为________mm.用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02 mm)测定某圆柱的直径时,卡尺上的示数如图所示,可读出圆柱的直径为________mm.

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