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图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,...

图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B,在X轴上距坐标原点L的P处为离子的入射口,在Y上安放接收器,现将一带正电荷的粒子以v的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m,电量为q,不计其重力。

(1)求上述粒子的比荷6ec8aac122bd4f6e

(2)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻,在第一象限内再加一个匀强电场,就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动,求该匀强电场的场强大小和方向;

(3)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子,在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积。

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(1)(2)   =L   【解析】第(1)问本题考查带电粒子在磁场中的运动。第(2)问涉及到复合场(速度选择器模型)第(3)问是带电粒子在有界磁场(矩形区域)中的运动。 (1)设粒子在磁场中的运动半径为r。如图甲,依题意M、P连线即为该粒子在磁场中作匀速圆周运动的直径,由几何关系得         ① 由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力,可得         ② 联立①②并代入数据得 =   ③ (2)设所加电场的场强大小为E。如图乙,当粒子子经过Q点时,速度沿y轴正方向,依题意,在此时加入沿x 轴正方向的匀强电场,电场力与此时洛伦兹力平衡,则有        ④ 代入得 E= Bv   ⑤ 所加电场的长枪方向沿x轴正方向。由几何关系可知,圆弧PQ所对应的圆心角为45°,设带点粒子做匀速圆周运动的周期为T,所求时间为t,则有     ⑥        ⑦ 联立①⑥⑦并代入数据得 t=          ⑧ (3)如图丙,所求的最小矩形是,该区域面积    =L        ⑨ 矩形如图丙中(虚线) 本题考查带电粒子在有界磁场中的运动,根据先找圆心后求半径的思路进行求解,根据几何关系先求得半径列式求解
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考点分析:
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如图所示,两根平行的间距为L=1m的光滑金属导轨(电阻忽略不计)竖直放置,其上端接一阻值为3Ω的定值电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B=1T,磁场区域的高度为d=0.5m。导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω;从图中M处由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,且匀速穿过磁场区域.设重力加速度为g=10m/s2。求:

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(1)产生感应电流的大小和方向;

(2)在整个过程中,回路产生的热量;

(3)M距L1的高度。

 

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如图,M、N为两块水平放置的平行金属极板,板长为L,在两极板间加一垂直极板方向的场强为E的匀强电场。设一个质量为m、电荷量为q的离子以速度v0从左边 O’点射入,入射方向跟极板平行,设离子能从右边缘射出。不计离子重力,求

(1)离子在极板间运动的加速度a的大小?

(2)离子从O’点射入到射出平行金属板的时间t?

(3)离子离开电场时的侧移距离y?

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一电流表的量程标定不准确,某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程6ec8aac122bd4f6e

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所用器材有:量程不准的电流表6ec8aac122bd4f6e,内阻6ec8aac122bd4f6e=10.06ec8aac122bd4f6e,量程标称为5.0mA;标准电流表6ec8aac122bd4f6e,内阻6ec8aac122bd4f6e=45.06ec8aac122bd4f6e,量程1.0mA;标准电阻6ec8aac122bd4f6e,阻值10.06ec8aac122bd4f6e;滑动变阻器R,总电阻为300.06ec8aac122bd4f6e;电源E,电动势3. 0V,内阻不计;保护电阻6ec8aac122bd4f6e;开关S;导线。回答下列问题:

(1)在答题卡上(图2所示)的实物图上画出连线。

(2)开关S闭合前,滑动变阻器的滑动端c应滑动至               端。(填a端 , b端)

(3)开关S闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表6ec8aac122bd4f6e满偏;若此时电流表6ec8aac122bd4f6e的读数为6ec8aac122bd4f6e,则6ec8aac122bd4f6e的量程6ec8aac122bd4f6e=      。(以字母表达式表达)

(4)若测量时,两电流表的示数如图3所示,从图中读出6ec8aac122bd4f6e的示数6ec8aac122bd4f6e =        6ec8aac122bd4f6e的示数6ec8aac122bd4f6e =         

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读出下图中游标卡尺和螺旋测微器的读数游标卡尺的读数为_________mm.;螺旋测微器的读数为________mm.

 

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如图,所示通电直导线在垂直纸面向外磁场中,请画出通电直导线所受安培力的方向。

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