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如图所示,直角坐标系在一真空区域里,y轴的左方有一匀强电场,场强方向跟y轴负方向...

如图所示,直角坐标系在一真空区域里,y轴的左方有一匀强电场,场强方向跟y轴负方向成θ=
30°角,y轴右方有一垂直于坐标系平面的匀强磁场,在x轴上的A点有一质子发射器,它向x轴的正方向发射速度大小为v=2.0×106m/s的质子,质子经磁场在y轴的P点射出磁场,射出方向恰垂直于电场的方向,质子在电场中经过一段时间,运动到x轴的Q点.已知A点与原点O的距离为10cm,Q点与原点O的距离为(20manfen5.com 满分网-10)cm,质子的比荷为manfen5.com 满分网.求:
(1)磁感应强度的大小和方向;
(2)质子在磁场中运动的时间;
(3)电场强度的大小.

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带电粒子以一定的速度进入匀强磁场,仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.由入射点与出射点可确定运动圆弧半径与已知长度的关系.从而确定磁感应强度的大小与方向,再根据运动圆弧对应的圆心角结合运动周期来求出运动的时间.当从磁场射出后,恰好又垂直射入匀强电场,做类平抛运动.由平抛运动处理规律可求出电场强度的大小. 【解析】 (1)设质子在磁场中做圆运动的半径为r. 过A、P点作速度v的垂线,交点即为质子在磁场中作圆周运动的圆心O1.由几何关系得α=θ=30°,所以:r=2OA=20cm. 设磁感应强度为B,根据质子的运动方向和左手定则,可判断磁感应强度的方向为垂直于纸面向里. 根据:       得: (2)设质子在磁场中运动的时间为t,如图所示,质子在磁场中转过的圆周角为,设质子在磁场中运动的周期为T       ∴    则有 (3)如图所示,过Q点做平行于P点速度方向的平行线,交AM于N点,在三角形QAN中,边长QA=.由几何关系可知β=θ=30°,AN=20cm,所以,N点与O1点是重合的.质子在平行于电场方向上做匀速直线运动,在垂直于电场方向做匀加速直线运动, qE=ma r= 由几何关系得:2r=vt 则以上三式可得:=1×105N/C.
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考点分析:
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为了测量某住宅大楼每层的平均高度(层高)及电梯运行情况,甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验:一质量为m=50kg的甲同学站在体重计上,乙同学记录电梯从地面一楼到顶层全过程中,体重计示数随时间变化的情况,并作出了如图所示的图象,已知t=0时,电梯静止不动,从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层(g取10m/s2).求:(1)电梯启动和制动时的加速度大小;(2)该大楼的层高.
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实验室备有以下实验器材:
A.一个已校准的电流表A(量程为1mA,内阻约几百欧)
B.一个标准电压表V(量程为3V)
C.一个电源E(电动势约为4V)
D.一个电阻箱R1(阻值范围为0-9999Ω)
E.一个滑动变阻器R2(阻值范围为0-20Ω)
F.一个单刀单掷开关S、另有导线若干
现要先测了电流表A的内阻,然后将其改装成量程也为3V的电压表,最后利用上述标准电压表对改装成的电压表V进行校对,若要求只设计一个电路,既可以较精确地测量表A的内阻,又能对改装后的电压表进行校对.
(1)请在虚线框中画出你设计的实验电路图______
(2)将图中实物连接成校对电路图______
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(3)根据实验电路,回答下列问题:
①若在测A表内阻的实验中,调节电阻箱R1,使其接入电路中的电阻为R时,读出A表和V表的示数分别为I和U,则电流表内阻的大小表达式为______.(用I、U和R表示)
②将A表改装成量程为3V的电压表后,在进行校对时,发现改装后的电压表的示数总比标准电压表的示数小,这可能是因为电流表A的内阻测量值比实际值______(填“大”或“小”),应适当调节电阻箱使其接入的电阻值______(填“增大”或“减小”).
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图甲是用一主尺最小分度为lmm,游标上有20个分度的游标卡尺测量一工件的长度,结果如图所示,可以读出此工件的长度为______mm;图乙是用螺旋测微器测量某一圆筒内径时的示数,此读数应______mm.
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边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动,穿过方向如图的有界匀强磁场区域,磁场区域的宽度为d(d>L).已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零,则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,有( )
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A.产生的感应电流方向相反
B.所受的安培力方向相反
C.进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间
D.进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量
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一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0Ω,现外接一只电阻为95.0Ω的灯泡,如图乙所示,则( )
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A.电压表的示数为220V
B.电路中的电流方向每秒钟改变100次
C.灯泡实际消耗的功率为484W
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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