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(强化班学生做)如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1,E的大...

(强化班学生做)如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1,E的大小为0.5×103V/m,B1大小为0.5T.第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,磁场的下边界与x轴重合.一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动,经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域.一段时间后,微粒经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出.M点的坐标为(0,-10),N点的坐标为(0,30),不计微粒的重力,g取10m/s2.求:
(1)请分析判断匀强电场E1的方向并求出微粒的运动速度v;
(2)匀强磁场B2的大小为多大;
(3)B2磁场区域的最小面积为多少?

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带电粒子在电场与磁场共同作用下做直线运动,则可得洛伦兹力与电场力相平衡.当经过磁场B2区域一段时间后,微粒经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出,粒子在磁场B2区域做匀速圆周运动,若要求出B2磁场区域的最小面积,则且带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动,从N点射出夹角相同.所以运动圆弧与直线MP及N点的速度反方向直线相切. 【解析】 (1)粒子在电场与磁场中做直线运动,速度会引起洛伦兹力的变化,因此微粒必做匀速直线运动,所以洛伦兹力与电场力相平衡.则有 B1qv=qE  解之得:=, 根据左手定则可得运动的正电荷所受洛伦兹力方向为:垂直于初速度方向向上,所以电场力的方向与洛伦兹力方向相反,即垂直于速度方向向下. (2)粒子在磁场B2区域内做一段圆弧运动,画出微粒的运动轨迹如图.则有:微粒做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供, 即, 再 由几何关系可知粒子在第一象限内做圆周运动的半径为    解之得 . (3)由图可知,磁场B2的最小区域应该分布在图示的矩形PACD内. 由几何关系易得PD=2Rsin60°=0.2m   所以,所求磁场的最小面积为.
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考点分析:
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如图(a)所示,两根足够长的光滑平行金属导轨相距为L,导轨平面与水平面成θ角,上端通过导线连接阻值为R的电阻,阻值为r的金属棒ab放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,整个装置处在垂直导轨平面向上的磁场中,若所加磁场的磁感应强度大小恒为B,使金属棒沿导轨由静止向下运动,金属棒运动的v-t图象如图(b)所示,当t=t时刻,物体下滑距离为s.已知重力加速度为g,导轨电阻忽略不计.试求:
(1)金属棒ab匀速运动时电流强度I的大小和方向;
(2)导体棒质量m;
(3)在t时间内电阻R产生的焦耳热.

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(选3-5)
(1)判断以下说法的正误,在相应的括号内打“√”或“×”
A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应______
B.光电效应现象表明光具有波动性______
C.贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象,从而揭示出原子核具有复杂结构______
D.利用γ射线的电离作用,可检查金属内部有无砂眼或裂纹______
E.普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说______
F.氢原子的能级图如图所示,欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子,该氢原子需要吸收的能量至少是13.60eV______
(2)某些建筑材料可产生放射性气体氡,氡可以发生α或β衰变,如果人长期生活在氡浓度过高的环境中,那么,氡经过人的呼吸道沉积在肺部,并大量放出射线,从而危害人体健康.原来静止的质量为M的氡核(manfen5.com 满分网Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po).已知衰变后的α粒子的质量为m、电荷量为q、速度为v,并假设衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子和新核的动能.(注:涉及动量问题时,亏损的质量可忽略不计)
①写出衰变方程;
②求出衰变过程中的质量亏损.

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(选3-4)
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(1)判断以下说法的正误,在相应的括号内打“√”或“×”
A.光的偏振现象说明光是横波______
B.电磁波是振荡电路中电子的周期性运动产生的______
C.单摆做简谐运动的回复力大小总与偏离平衡位置的位移大小成正比______
D.激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点,是进行全息照相的理想光源______
E.地面上静止的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小______
F.如图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时刻的波形图,已知波速为10m/s,则图中P质点的振动方程为y=10sin5πt(cm)______
(2)据报道:2008年北京奥运会时,光纤通信网将覆盖所有奥运场馆,为各项比赛提供安全可靠的通信服务.光纤通信可利用光的全反射将大量信息高速传输.如图乙所示,一根长为L的直光导纤维,它的折射率为n.如果把该光纤放在空气中,要使从它的一个端面进入光纤的光发生全反射,最大的入射角是多少(用该角的正弦函数值表示)?为简化问题,光纤外套忽略不计.
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(3-3模块)
(1)判断以下说法的正误,在相应的括号内打“√”或“×”
A.分子间距离增大,分子势能一定增大______
B.有的物质微粒在不同条件下可以按不同的规则在空间分布,因此可以生成不同的晶体______
C.一滴油酸酒精溶液体积为V,在水面上形成的单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径manfen5.com 满分网______
D.已知某物质的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则该种物质的分子体积为manfen5.com 满分网______
E.在温度不变的情况下,增大液面上方饱和汽的体积,待气体重新达到饱和时,饱和汽的密度不变,压强也不变______
F.伴随着熵增加的同时,一切不可逆过程总会使自然界的能量品质不断退化,逐渐丧失做功本领,所以人类必须节约能源______
(2)如图所示,弹簧一端固定于水平台面上,另一端与质量为m活塞拴接在一起,开口向下.质量为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体.已知气缸和活塞均可与外界进行热交换.由于外界环境的温度缓慢降低,被封气体向外界释放热量Q,同时其内能减少△U.已知大气压强为p,气缸的横截面积为S,气缸壁厚忽略不计,重力加速度为g.则
①被封气体的体积______.(填“增大”、“减小”或“不变”)
②活塞移动距离为______;气缸移动距离为______

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某同学给实验室的一个多用电表更换电池时发现,里面除了一节1.5V的干电池外,还有一个方形的电池(层叠电池),如图甲所示.
为了测定该电池的电动势和内电阻,实验室中提供有下列器材:
A.电流表G(满偏电流10mA,内阻10Ω)
B.电流表A(0~0.6A~3A,内阻未知)
C.滑动变阻器R(0~100Ω,1A)
D.定值电阻R(阻值990Ω)
E.开关与导线若干
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路,请你按照电路图在丙图上完成实物连线.
(2)丁图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1一I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池的电动势E1=    V,内阻r1=    Ω.(保留两位有效数字).
(3)另一位同学也找到了一块层叠电池,利用上面的实验连接进行测量,初始时滑片在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后发现滑片向左滑过一段距离X后电流表A才有读数,于是该同学根据测出的数据作出了两个电流表读数I1、I2与x的关系图,如图戊所示,则根据图象可知,此电池的电动势为E2=    V,内阻为r2=    Ω.(保留两位有效数字)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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