如图所示,在半径为R的绝缘圆筒内有匀强磁场,方向垂直纸面向里,圆筒正下方有小孔C与平行金属板M、N相通.两板间距离为d,两板与电动势为E的电源连接,一带电量为-q、质量为m的带电粒子(重力忽略不计),开始时静止于C点正下方紧靠N板的A点,经电场加速后从C点进入磁场,并以最短的时间从C点射出.已知带电粒子与筒壁的碰撞无电荷量的损失,且碰撞后以原速率返回.求:
(1)筒内磁场的磁感应强度大小;
(2)带电粒子从A点出发至重新回到A点射出所经历的时间.
考点分析:
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如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.现用一外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示.
求:(1)金属杆在5s末时的运动速度.
(2)第4s末时外力F的瞬时功率.
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人们受飞鸟在空中飞翔的启发而发明了飞机,飞鸟扇动翅膀获得向上的举力可表示为F=kSv
2,式中S为翅膀的面积,v为飞鸟的飞行速度,k为比例系数.一个质量为100g、翅膀面积为S
的燕子,其最小的飞行速度为10m/s.假如飞机飞行时获得的向上举力与飞鸟飞行时获得的举力有同样的规律,一架质量为3600kg的飞机,机翼的面积为燕子翅膀面积的1000倍,那么此飞机的起飞速度多大?
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如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一小物块A,其质量为m=2kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍(k=0.5),试求:
(1)当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小多大?方向如何?
(2)欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(取g=10m/s
2)
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一个矩形线圈在一匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速转动,产生的交变电动势表达式为e=311sin314t(V),试求:
(1)电动势的最大值、有效值和频率;
(2)若矩形线圈是100匝,线圈平面面积为0.02m
2,匀强磁场的磁感应强度B是多少?
(3)当线圈平面从中性面开始转过
时,电动势的瞬时值是多大?
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有一个小灯泡上标有“4V,2W”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性图线.有下列器材供选用:
A.电压表(0~5V,内阻约为10kΩ)
B.电压表(0~10V,内阻约为20kΩ)
C.电流表(0~0.3A,内阻约为1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为0.4Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,2A)
F.学生电源(直流6V),还有电键、导线若干
(1)实验中所用电压表应选用______,电流表应选用______表示).
(2)实验时要求尽量减小实验误差,测量电压从零开始多取几组数据,请将下图中实物连接成满足实验要求的测量电路.
(3)某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图所示),若用电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是______W.
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