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如图所示,在直角坐标系的原点O 处有一放射源,向四周均匀发射速度大小相等、方向都...

如图所示,在直角坐标系的原点O 处有一放射源,向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子。在放射源右侧有一很薄的挡板,垂直于x 轴放置,挡板与xoy 平面交线的两端M、N 正好与原点O 构成等边三角形,O′ 为挡板与x 轴的交点。在整个空间中,有垂直于xoy 平面向外的匀强磁场(图中未画出),带电粒子在磁场中沿顺时针方向做匀速圆周运动。已知带电粒子的质量为m,带电荷量大小为q,速度大小为υ,MN 的长度为L。(不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用)

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(1)确定带电粒子的电性;

(2)要使带电粒子不打在挡板上,求磁感应强度的最小值;

(3)要使MN 的右侧都有粒子打到,求磁感应强度的最大值。(计算过程中,要求画出各临界状态的轨迹图)

 

(1)正电荷   (2)   (3) 【解析】 试题分析:根据带电粒子在磁场中沿顺时针方向做匀速圆周运动,利用左手定则可判断出粒子带正电荷。 带电粒子在匀强磁场中运动,利用洛伦兹力公式等于向心力和图中几何关系列方程解答。 (1)由左手定则可得,粒子带正电荷。    (2)设磁感应强度大小为B,带电粒子运动的轨迹半径为r,带电粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供,有:得           ①  由于从O点射出的粒子的速度大小都相同,由上式可知,所有粒子的轨迹半径都相等。 由几何知识可知,为使粒子不打在挡板上,轨迹的半径最大值为     ②   由①②两式可得,磁感应强度的最小值      3)为使MN的右侧都有粒子打到,打在N点的粒子最小半径的轨迹为图乙中的圆弧OMN,图中点O3为轨迹的圆心,由于内接△OMN为正三角形, 由几何知识,最小的轨迹半径为   粒子做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供,有  所以,磁感应强度的最大值   考点:带电粒子在磁场中的运动
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考点分析:
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如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4 Ω的小灯泡L连接.在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=2 m,有一阻值r=2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示.在t=0至t=4 s内,金属棒PQ保持静止,在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化.求:

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(1)通过小灯泡的电流;

(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.

 

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如图所示,正方形闭合线圈边长为0.2 m,质量为0.1 kg,电阻为0.1 Ω,在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4 kg,匀强磁场磁感应强度为0.5 T,不计一切摩擦,砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时,它恰好做匀速运动.(g取10 m/s2)

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(1)求线圈匀速上升的速度;

(2)在线圈匀速进入磁场的过程中,砝码对线圈做了多少功?

(3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热?

 

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为了测一个自感系数很大的线圈L的直流电阻RL,实验室提供以下器材:

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(A)待测线圈L(阻值约为2Ω,额定电流2A)

(B)电流表A1(量程0.6A,内阻r1=0.2Ω)

(C)电流表A2(量程3.0A,内阻r2约为0.2Ω)

(D)滑动变阻器R1(0~10Ω)

(E)滑动变阻器R2(0~1kΩ)

(F)定值电阻R3=10Ω

(G)定值电阻R4=100Ω

(H)电源(电动势E约为9V,内阻很小)

(I)单刀单掷开关两只S1、S2,导线若干。

要求实验时,改变滑动变阻器的阻值,在尽可能大的范围内测得多组A1表 和A2表的读数I1、I2,然后利用给出的I2—I1图象(如右图所示),求出线圈的电阻RL

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①实验中定值电阻应选用             ,滑动变阻器应选用             

②请你画完图方框中的实验电路图。

③实验结束时应先断开开关              

④由I2—I1图象,求得线圈的直流电阻RL=         Ω。

 

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如下图所示,是使用游标卡尺和螺旋测微器分别测量两个工件时的情况.图中20分度游标卡尺的读数为________mm,螺旋测微器的读数为________mm.

 

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把一线框从一匀强磁场中拉出,如图所示。第一次拉出的速率是 v ,第二次拉出速率是 2 v ,其它条件不变,则前后两次拉力大小之比是            ,拉力功率之比是        ,线框产生的热量之比是          ,通过导线截面的电量之比是           

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