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如图所示,Oxyz为空间直角坐标系,其中Oy轴正方向竖直向上。在整个空间中存在竖...

如图所示,Oxyz为空间直角坐标系,其中Oy轴正方向竖直向上。在整个空间中存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现有一质量为说明: 满分5 manfen5.com、电荷量为q(q>0)的带电小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向射出,重力加速度为g,空气阻力可忽略不计。

说明: 满分5 manfen5.com

(1)若在整个空间加一匀强电场,小球从坐标原点O射出恰好做匀速圆周运动,求所加电场的场强大小,以及小球做匀速圆周运动第一次通过z轴的z坐标;

(2)若改变第(1)问中所加电场的大小和方向,小球从坐标原点O射出恰好沿Ox轴做匀速直线运动,求此时所加匀强电场的场强大小;

(3)若保持第(2)问所加的匀强电场不变而撤去原有的磁场,小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向射出后,将通过A点,已知A点的x轴坐标数值为xA,求小球经过A点时电场力做功的功率。

 

(1),(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)设所加电场场强大小为E1,由于带电小球从坐标原点O射出在电场和磁场共存的区域做匀速圆周运动,所以带电小球受到的电场力必定与重力平衡,有 qE1=mg。 解得  设带电小球做匀速圆周运动的半径为R, 根据牛顿第二定律和向心力公式  ,解得  带电小球第一次通过z轴的z坐标 (2)设所加电场场强大小为E2,带电小球做匀速直线运动,它所受重力mg、洛伦兹力以及电场力三力合力为零。 因洛伦兹力沿z轴的负方向,重力沿y轴的负方向, 所以电场力  解得 (3)当撤去磁场后,带电小球只受电场力和重力作用,这两个力的合力大小为,方向指向Oz正方向,所以小球在xOz平面做匀变速曲线运动。 带电小球沿Ox轴正方向以v0做匀速直线运动,小球从坐标原点O射出,运动到A点所用时间 带电小球沿Oz轴正方向做初速为零的匀加速直线运动,其加速度大小 带电小球到A点时沿Oz正方向的分速度大小为 因重力在这个过程中不做功,小球经过A点时,电场力做功的功率等于合外力在此时的瞬时功率,解得 考点:带电粒子在复合场中的运动
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考点分析:
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如图甲所示,一根重G=0.2 N、长L=1 m的金属棒ab,在其中点弯成60°角,将此通电导体放入匀强磁场中,导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端,当导体中通以I=2 A的电流时,两根弹簧比原长各缩短Δx=0.01 m.已知匀强磁场的方向水平向外,磁感应强度B=0.4 T,求:

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(1)导线中电流的方向.

(2)弹簧的劲度系数k.

 

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如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,已知电炉阻值R=19 Ω,电源内阻r=1 Ω,电解槽内阻r′=0.5 Ω.当S1闭合、S2断开时,电炉消耗的功率为684 W;S1、S2都闭合时,电炉消耗的功率为475 W.试求:

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(1)电源的电动势E;

(2)S1、S2都闭合时,流过电解槽的电流大小、电解槽内阻消耗的功率及电解槽将电能转化为化学能的功率.

 

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某同学为测定某电源的电动势E和内阻r以及一段电阻丝的电阻率ρ,设计了如图(a)所示的电路. ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,R0是阻值为2Ω的保护电阻,滑动片P与电阻丝接触始终良好.

说明: 满分5 manfen5.com      

图(a)                          图(b)

(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图(b)所示,其示数为d=     mm

(2)实验时闭合电键,调节P的位置,将aP长度x和对应的电压U、电流I数据记录如下表:

x(m)

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

U(V)

1.50

1.72

1.95

2.00

2.10

2.18

I(A)

0.49

0.43

0.38

0.33

0.31

0.28

U/I (Ω)

3.06

4.00

5.13

6.06

6.77

7.79

 

说明: 满分5 manfen5.com

①该同学根据实验数据绘制了如图(c)所示的U-I图像,可得电源的电动势E=        V;内阻 r =          Ω.

②请你根据表中数据在图(d)上描点连线作U/I和x关系图线.

③根据测得的直径可以算得金属丝的横截面积s=0.12×10-6m2,利用图(d)图线,可求得电阻丝的电阻率ρ为        Ω·m(保留两位有效数字);根据图(d)图线还可以得到的信息是                    .

 

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实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示。供选择的仪器如下:

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①待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω);

②电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω);

③定值电阻R1(300Ω);

④定值电阻R2(10Ω);

⑤滑动变阻器R3(0~1000Ω);

⑥滑动变阻器R4(0~20Ω);

⑦干电池(1.5V);

⑧电键S及导线若干。

(1)定值电阻应选______,滑动变阻器应选______。(在空格内填写序号)

(2)用连线连接实物图。

(3)补全实验步骤:

①按电路图连接电路,将滑动触头移至最______端(填“左”或“右”);

②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2

③多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1、I2

④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示。

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(4)根据I2?I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式_____________。

 

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如图所示,回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置,其核心部分是两个D型金属盒,置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连。下列说法正确的有(   )

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A.粒子被加速后的最大速度随磁感应强度和D型盒的半径的增大而增大

B.粒子被加速后的最大动能随高频电源的加速电压的增大而增大

C.高频电源频率由粒子的质量、电量和磁感应强度决定

D.粒子从磁场中获得能量

 

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