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如图所示,在直角坐标系O-xyz中存在磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场,在(...

如图所示,在直角坐标系O-xyz中存在磁感应强度为6ec8aac122bd4f6e、方向竖直向下的匀强磁场,在(0,0,h)处固定一电量为+q(q>0)的点电荷,在xOy平面内有一质量为m(m未知),电量为-q的微粒绕原点O沿图示方向作匀速圆周运动。若微粒的圆周运动可以等效为环形电流,求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)若已知+q与-q的连线与z轴的夹角θ和静电力常量k, 则此微粒所受的库仑力多大

(2)此微粒作匀速圆周运动的角速度ω;

(3)等效环形电流的电流强度I(已知重力加速度为g)。

 

(1)(2)(3) 【解析】(1)(6分)该微粒受到的库仑力FE: (2分), (2分),  (2分)。 (2)(8分), ,由几何关系   (2分),微粒沿在z轴方向上受力平衡  (2分),微粒在xoy平面内做圆周运动   (2分),联立,解得 ,解得 (2分), (3)(5分)微粒圆周运动的周期 (2分),等效电流强度  (3分)
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考点分析:
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如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两板不带电,上极板接地,它的极板长 L= 0.1m,两板间距离d = 0.4 cm,有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两板中央平行极板射入,由于重力作用微粒能落到下板上,微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上.设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间。已知微粒质量为 m = 2×10-6kg,电量q = 1×10-8 C,电容器电容为C=10-6 F,取g=10m∕s2.求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)第一个微粒运动的时间

(2)为使第一个微粒的落点范围能在下板中点B到紧靠右边缘的C点之内,求微粒入射的初速度v0的取值范围;

(3)若带电微粒均以第一问中初速度v0的最小值入射,求最后一个带电微粒落到下极板上时的电势能(取地面为零势能面)。

 

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Ⅰ某同学在“用单摆测定重力加速度” 的实验中进行了如下的操作:

(1)用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图甲所示,摆球直径为______cm 。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n = 0,单摆每经过最低点记一次数,当数到n = 40时秒表的示数如图乙所示,该单摆的周期是T=_____s(结果保留三位有效数字)。

(3)测量出多组周期T、摆长L数值后,画出T2—L图象,并求出结果。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(4)该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是:先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1,然后把摆线缩短适当的长度6ec8aac122bd4f6e,再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表达重力加速度为g=________。

某中学的物理“小制作”小组装配了一台“5 V,0.5 A”的小直流电动机,线圈内阻小于1 Ω.现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内,输出功率与输入电压的关系,实验室提供的器材有: ①直流电源E:电压6 V、内阻不计;②小直电流电动机M;

③电压表V1:量程0.6 V、内阻约3 kΩ;  ④电压表V2:量程6 V、内阻约15 kΩ;

⑤电流表A1:量程0.6 A,内阻约2.5Ω    ⑥电流表A2:量程3 A、内阻约0.5 Ω;

⑦滑动变阻器R:0~10 Ω、1A;          ⑧开关一只S,导线若干.

 (1)首先要比较精确测量电动机的内阻r.根据合理的电路进行测量时,要控制电动机不转动,通过调节滑动变阻器,使电压表和电流表有合适的示数,电压表应该选_______,若电压表的示数为0.15 V,电流表的示数为0.2 A,则内阻r=______Ω,这个结果比真实值偏_____(填 “大”或“小”).

说明: 6ec8aac122bd4f6e

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(2)在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图.(标明所选器材的符号)

(3)当电压表的示数为4.3 V时,电流表示数如图示,此时电动机的输出功率是_______ W.

 

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如图所示,在空间存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B 。一水平放置的长度为L的金属杆ab与圆弧形金属导轨P、Q紧密接触,P、Q之间接有电容为C的电容器。若ab杆绕a点以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则下列说法正确的是

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.电容器与a相连的极板带正电   B.金属杆ab所受的安培力是阻力

C.电容器的带电量是CBL2ω∕2    D.金属杆中的电流方向为从b流向a

 

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一物体从半径为R=5000km的某行星表面某高度处自由下落(不计阻力),自开始下落计时,得到物体离行星表面高度h随时间t变化的图象如图所示(万有引力常量G=6.67×10-34N.m2/kg2),则根据题设条件可以算出

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A. 行星的第一宇宙速度           B. 物体受到行星的万有引力

C. 物体落到行星表面时的动能     D. 行星的质量

 

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电视显像管上的图像是电子束打在荧光屏的荧光点上产生的。为了获得清晰的图像电子束应该准确地打在相应的荧光点上。电子束(重力不计)飞行过程中受到地磁场的作用,会发生我们所不希望的偏转。关于从电子枪射出后自西向东飞向荧光屏的过程中,电子由于受到地磁场作用的运动情况正确的是

A.电子受到一个与速度方向垂直的恒力   

B.电子向荧光屏运动的过程中速率不发生改变

C.电子在竖直平面内做匀变速曲线运动   

D.电子在竖直平面内的运动轨迹是直线

 

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