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如图所示,相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置,s1、s2分别为M、N板上的...

如图所示,相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置,s1、s2分别为M、N板上的小孔,s1、s2、O三点共线,它们的连线垂直M、N,且s2O=R以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场D为收集板,板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R,板两端点的连线垂直M、N板质量为m、带电量为+q的粒子,经s1进入M、N间的电场后,通过s2进入磁场粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计

1当M、N间的电压为U时,求粒子进入磁场时速度的大小υ;

2若粒子恰好打在收集板D的中点上,求M、N间的电压值U0

3当M、N间的电压不同时,粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同,求t的最小值

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)粒子从s1到达s2的过程中,根据动能定理得qU=mv2① 解得 (2)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,有② 由①②得加速电压U与轨迹半径r的关系为 当粒子打在收集板D的中点时,粒子在磁场中运动的半径r0=R 对应电压 (3)M、N间的电压越大,粒子进入磁场时的速度越大,粒子在极板间经历的时间越短,同时在磁场中运动轨迹的半径越大,在磁场中运动的时间也会越短,出磁场后匀速运动的时间也越短,所以当粒子打在收集板D的右端时,对应时间t最短. 根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径r=R 由 ②得粒子进入磁场时速度的大小: 粒子在电场中经历的时间: 粒子在磁场中经历的时间: 粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间: 粒子从s1到打在收集板D上经历的最短时间为: 考点:带电粒子在磁场中的运动 【名师点睛】本题考查分析和处理粒子在磁场中运动的轨迹问题,难点在于分析时间的最小值,也可以运用极限分析法分析。  
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考点分析:
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如图所示,倾角300的光滑倾斜导体轨道足够长与光滑水平导体轨道连接,轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域,方向水平向右,大小B1=1T;匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,大小B2=1T现将两质量均为m=02kg,电阻均为R=05Ω的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放取g=10m/s2

1求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小;

2若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q=045J,求该过程中通过cd棒横截面的电荷量;

3若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10m,cd棒由静止释放后,为使cd棒中无感应电流,可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化,将cd棒开始运动的时刻记为t=0,此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0=1T,试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内,磁场Ⅱ的磁感应强度B随时间t变化的关系式

 

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如图所示,水平放置的两导轨PQ间的距离L=05m,垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场B=2T, 垂直于导轨放置的ab棒的质量m=1kg,系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G=3N的物块相连已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=02,电源的电动势E=10V、内阻r=01Ω,导轨的电阻及ab棒的电阻均不计要想ab棒处于静止状态,R应在哪个范围内取值?g取10m/s2

 

 

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如图a所示,一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路,线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图b所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,导线的电阻不计在0至t1时间内,求:

1通过电阻R1上的电流大小和方向;

2通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量

 

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为了测定电阻的阻值,试验室提供下列器材:待测电阻R阻值约为100Ω))、滑动变阻器R10~100Ω、滑动变阻器R20~10Ω、电阻箱R00~9999、理想电流表A量程50mA、直流电源E3V,内阻忽略、导线、电键若干

1甲同学设计a所示的电路进行实验

①请在图b中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接

②实验操作时,先将滑动变阻器的滑动头移到     选填“左”或“右”端,再接通开关S;保持S2断开,闭合S1,调滑动变阻器使电流表指针偏转至某一位置,并记下电流I1

③断开S1,保持滑动变阻器阻值不变,调整电阻箱R0阻值在100Ω左右,再闭合S2,调节R0阻值使得电流表读数为      时,R0的读数即为电阻的阻值

2乙同学利用电路c进行实验,改变电阻箱R0值,读出电流表相应的电流I,由测得的数据作出1/I-R0图象如图d所示,图线纵轴截距为m,斜率为k,则电阻的阻值     

 

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1某同学用伏安法测量一个阻值为10Ω的电阻,备选的器材有:电流表A1,量程3A; 电流表A2,量程06A; 电压表V1,量程0-15V; 电压表V2,量程0-3V;滑动变阻器R1,最大阻值5Ω; 滑动变阻器R2,最大阻值3kΩ; 电源E,电动势5V; 开关S及导线若干

本实验中,滑动变阻器应选用         填“R1”或“R2).连接方式应选择      接法填”限流“或”“分压”).为了提高实验精度,电流表应该选择     填“A1”或“A2;电压表应选择     “V1”或“V2

2该同学测量另一未知阻值的电阻时,先按图甲连接实验电路,然后再按图乙连接实验电路,发现电流表读数变化相对较大,电压表读数变化相对较小,则应选择图    接法填“甲”或“乙”

 

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