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如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场...

如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴.一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为θ.不计空气阻力,重力加速度为g,求

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(1)电场强度E的大小和方向;

(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;

(3)A点到x轴的高度h.

 

(1)电场强度E的大小为,方向竖直向上; (2)小球从A点抛出时初速度v0=; (3)A点到x轴的高度h=.   【解析】【解析】 (1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,说明电场力和重力平衡,则有 qE=mg,得到E= 重力的方向竖直向下,则电场力方向竖直向上,由于小球带正电,故电场强度方向竖直向上. (2)小球做匀速圆周运动,设其设半径为r,由几何关系知 r== 小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供,设小球做圆周运动的速率为v,有 qvB=m 得v== 由速度分解知 v0=vcosθ 代入得到 v0= (3)根据机械守恒定律,有 mgh+= h= 将v0,v代入得到h= 答:(1)电场强度E的大小为,方向竖直向上; (2)小球从A点抛出时初速度v0=; (3)A点到x轴的高度h=. 【点评】本题属于带电粒子在组合场中运动问题,磁场中圆周运动处理的基本方法是画轨迹,重力场中也可运用运动的合成和分解.  
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考点分析:
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水平放置的两根平行金属导轨ad和bc,导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2,组成矩形线框,如图所示,ad和bc相距L=0.5m,放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=1T,一根电阻为0.2Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上,在外力作用下以4m/s的速度,向右匀速运动,如果电阻R1=0.3Ω,R2=0.6Ω,导轨ad和bc的电阻不计,导体与导轨接触良好.求:

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(1)导体棒PQ中产生的感应电流的大小;

(2)导体棒PQ上感应电流的方向;

(3)导体棒PQ向右匀速滑动的过程中,外力做功的功率.

 

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磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面积的边长等于a的正方形,放在沿x正方向的匀强磁场中,导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流,已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电量为e,金属导体导电过程中,自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动,测出导体上下两侧面间的电势差为U.求:

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(1)导体上、下侧面哪个电势较高?

(2)磁场的磁感应强度是多大?

 

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某同学要测量一电池的电动势和内阻,实验器材有一个电阻箱、一个开关、导线若干和一个自行设计的多用电表.该多用电表的内部结构原理如图1所示,其电流表的量程分别为100mA和1A.

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(1)该同学先将选择开关S接“5”,用这个多用电表粗测电池的电动势,则他应该用B表笔连接电池的      极(填“正”或“负”).

(2)接下来该同学使用多用电表的电流档(内阻不计),采用如图2所示的电路进行实验,并得到了表格中数据:

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根据表格中数据可知,该同学实验时,多用电表的档位选择开关应接      (填“1”或“2”)

(3)根据表中提供的实验数据,若利用图象确定电池的电动势和内阻,则应作      图象.

A.I﹣R  B.满分5 manfen5.com﹣R  C.I﹣满分5 manfen5.com  D.满分5 manfen5.com

(4)根据这些实验数据,在图3坐标纸上做出适当的图线,由做出的图线可知,该电池的电动势是      V,内电阻为      Ω.

 

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在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中,需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,除开关、导线外,还有如下器材:

A.小灯泡“6V 3W”,B.直流电源6~8V

C.电流表(量程3A,内阻约0.2Ω)

D.电流表(量程0.6A,内阻约1Ω)

E.电压表(量程6V,内阻约20kΩ)

F.电压表(量程20V,内阻约60kΩ)

G.滑动变阻器(0~20Ω、2A )

H.滑动变阻器(1kΩ、0.5A)

(1)实验所用到的电流表应选      ,电压表应选      ,滑动变阻器应选      .(填字母代号)

(2)在虚线框内画出最合理的实验原理图.

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有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一小球的直径,如图所示的读数是      mm.

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