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如图所示,与水平面成37°的倾斜轨道AB,其延长线在C点与半圆轨道CD(轨道半径...

如图所示,与水平面成37°的倾斜轨道AB,其延长线在C点与半圆轨道CD(轨道半径R=1m)相切,全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内.整个空间存在水平向左的匀强电场,MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场.一个质量为0.4kg的带电小球沿斜面下滑,至B点时速度为VB=100/7  m/s,接着沿直线BC(此处无轨道)运动到达C处进入半圆轨道,进入时无动能损失,且刚好到达D点,从D点飞出时磁场消失,不计空气阻力,取g=10m/s2,cos37°=0.8,求:
(1)小球带何种电荷.
(2)小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距C点的距离.
(3)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功.

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带电粒子在只有电场的倾斜轨道上做匀加速运动后,进入电场与磁场混合的场中做匀速直线运动,重力、洛伦兹力与电场力处于平衡状态,接着沿半圆轨道运动刚好能达到D点,最后从D点做类平抛运动,此时所受到的合力正好与速度相互垂直.因此由电场力与电场强度方向可确定小球所带电性,同时利用平抛运动规律可得小球垂直与速度方向上发生的位移,从而求出运动的时间,最终确定沿速度方向的运动的位移.小球在半圆轨道上由运动定理可得克服摩擦力做功多少. 【解析】 (1)由小球离开B点后仍能沿直线方向运动,则可确定电场力、与洛伦兹力的方向,从而可得出小球带正电. (2)小球在BC间做匀速直线运动,则有C点的速度与B点的速度相等,即  在BC段受力如图所示,设重力与电场力合力为F, 则有F=qvB, 又F==5N 解得:  在D处由牛顿第二定律可得: 由以上两式可得:vD=4m/s或(舍去) 小球离开D点后做类平抛运动,其加速度为:由 s=vDt=2.26m (3)设CD段克服摩擦力做功Wf, 由运动定理可得: 解得Wf=27.6J.
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考点分析:
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manfen5.com 满分网如图所示,半径为r圆心为0的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板M和N,两板间距离为在MN板中央各有一个小孔02、O3,O1,O2,O3在同一水平直线上,与平行金属板相接的是两条竖直放置间距为L的足够长的光滑金属导轨,导体棒PQ与导轨接触良好,与阻值为R的电阻形成闭合回路.(导轨与导体棒的电阻不计),该回路处在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,整个装置处在真空室中,有一束电荷量为+q、质量为m的粒子流(重力不计),以速率V从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出.现释放导体棒PQ,其下滑h后开始匀速运动,此后粒子恰好不能从O3射出,而是从圆形磁场的最高点F射出.求:
(1)圆形磁场的磁感应强度大小B′.
(2)导体棒的质量M.
(3)棒下落h的整个过程中,电阻上产生的电热.
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如图所示,在平面坐标系xOy内,第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第Ⅰ、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场圆心在M(L,0)点,磁场方向垂直于坐标平面向外.一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q(-2L,-L)点以速度v沿x轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P(2L,0)点射出磁场.不计粒子重力,求:
(1)电场强度与磁感应强度大小之比.
(2)粒子在磁场与电场中运动时间之比.

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如图所示.足够长的水平导体框架的宽度L=0.5m,电阻忽略不计,定值电阻R=2Ω.磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量为m=0.2kg、有效电阻r=2Ω的导体棒MN垂直跨放在框架上,该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5,导体棒在水平恒力F=1.2N的作用下由静止开始沿框架运动到刚开始匀速运动时,通过导体棒截面的电荷量共为q=2C,求:
(1)导体棒做匀速运动时的速度;
(2)导体棒从开始运动到刚开始匀速运动这一过程中,导体棒产生的电热.(g取10m/s2

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某同学为了描绘一个“6V 9W”的小灯泡的伏安特性曲线,并测出该小灯泡在额定电压下的准确电阻值,到实验室寻找到了一些仪器,规格及数量如下:
A.电流表一只(0~3A,内阻约为0.5Ω)
B.电压表一只(O~3V,内阻为3KΩ)
C.灵敏电流计一只(O~100μA,内阻约为100Ω)
D.电阻箱一个    (0~9 999.9Ω,最小调节量O.1Ω)
E.滑动变阻器R1(O~5Ω,额定电流为O.6A)
F.滑动变阻器R2(0~lOΩ,额定电流为2A)
G.9V直流电源一个
H.开关、导线若干,待测灯泡一个
这位同学利用现有器材,结合所学知识,顺利完成了实验.
(1)该同学在实验中应选用的器材是ADGH 及______(填器材序号字母);
(2)请在虚线框中画出实验电路图;
(3)请你写出通过实验电路图测灯泡在额定电压下的电阻值的计算式:______
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(2)从图线上求出该等效电源的电动势E=______V,内电阻r=______Ω.
(3)该实验的系统误差主要是由______引起的.
(4)电学元件M的伏安特性曲线如图所示,若把电流表、电压表和滑动变阻器都撤掉,把M直接接在等效电源输出端AB之间,那么该电学元件消耗的实际功率将是______W.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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