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竖直放置的平行金属板MN 相距d=0.2m,板间有竖直向下的匀 强磁场,磁感应强...

竖直放置的平行金属板MN 相距d=0.2m,板间有竖直向下的匀 强磁场,磁感应强度B=O.5T,极板按如图所示的方式接人电路.足够长的、间距为L═1m的光滑平行金属导轨CD、EF水平放置,导轨间有竖直向下的勻强磁场,磁感应强度也为“B.电阻为r=1Ω的金属棒必垂直导轨放置且与导轨接触良好.已知滑动变阻器的总阻值为R=4Ω,滑片P的位置位于变阻器的中点.有一个质量,m=1.0×10-Rkg、电荷量为q=+2.0×10-5C的带电粒子,从两板中I司左端沿中心线水平射人场区.不计粒子重力.
(1)若金属棒ab静止,求粒子初速度v多大时,可以垂直打在金属板上?
(2)当金属棒ab以速度v匀速运动时,让粒子以大小为10m/s方向水平 向右的初速度射人,发现粒子沿直线通过两板M、N之间,求金属棒ab运动速度v的大小和方向.

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(1)若金属棒ab静止,粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得到速度与半径的关系式,粒子垂直打在金属板上时,由几何知识可知,粒子的轨迹半径r=,联立可求得粒子的初速度. (2)当金属棒ab做匀速运动时,产生感应电动势,金属板充电,板间建立匀强电场,粒子沿直线通过两板M、N之间时,电场力与洛伦兹力平衡做匀速直线运动,根据E=BLv、欧姆定律、平衡条件求解粒子的速度. 【解析】 (1)若金属棒ab静止,粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得: qBv=m, 粒子垂直打在金属板上时,粒子的半径r=,联立解得:v=100m/s. (2)当金属棒ab匀速运动时,感应电动势:E=BLv 板间电压:U= 粒子沿直线通过两板M、N之间时,电场力与洛伦兹力平衡做匀速直线运动,则: qBv=q 解得:v= 代入解得:v=5m/s 由左手定则知,粒子所受的洛伦兹力方向垂直指向M板,故粒子所受的电场力应该垂直指向N板,由右手定则知,ab棒应水平向右运动. 答: (1)若金属棒ab静止,粒子初速度是100m/s时可以垂直打在金属板上. (2)粒子沿直线通过两板M、N之间,金属棒ab运动速度的大小是5m/s,方向水平向右.
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考点分析:
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如图所示,AB和CD是足够长的平行光滑导轨,其间距为l,导轨平面与水平面的夹角为θ,整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面上的匀强磁场中,AC端连有电阻值为R的电阻.若将一质量为M,垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放,在EF棒滑至低端前会有加速和匀速两个运动阶段,今用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把EF棒从BD位置由静止推至距BD端s处,突然撤去恒力F,棒EF最后又回到BD端,(金属棒、导轨的电阻均不计)求:
(1)EF棒下滑过程中的最大速度;
(2)EF棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中,有多少电能转化成了内能?

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以20m/s的初速度,从地面竖直向上抛出一物体,它上升的最大高度 是18m.如果物体在运动过程中所受阻力的大小不变.(g=10m/s2)求:
(1)物体在离地面多高处,物体的动能与重力势能相等,以地面为零势能面;
(2)物体回到抛出点的速度大小.
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现有一满偏电流为50uA、内阻约为800~850Ω的59C2型小量 程电流表G(表头),另外可供选择的器材有:
A.电压表V(量程3V,内阻约为20kQ)
B.电流表A1(量程200μA.内阻约为500Ω)
C.电流表A2(量程0.6A,内阻约为3Ω)
D.定值电阻R(阻值10kΩ)
E.电阻箱R'(最大阻值9999Ω)
F.滑动变阻器R(最大阻值100Ω)
G.电源E(电动势3V).
H.开关S
(1)测量小量程电流表G的内阻.为了尽量减小误差,要求测量多组数据,所提供的电流表中,应选用______(填写字母代号),请在图1的虚线框中画出符合要求的实验电路图(其中电源、开关及连线已画 出).
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(2)将G改装成两种倍率(如“X1”“X10”)的欧姆表.现有两种备选电路,如图2和图3所示,则图______(选填“2”或“3”)为合理电路;在合理的电路中,当开关S合向______端,这时的欧姆表是较大倍率挡.
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在探究电磁感应现象的实验中,电流表刻度盘上的零刻度线在正中间,当电池的正极接电流表的右接线柱、负极与电流表的左接线柱相碰时,指针向右偏转.如图所示的电路中,原线圈A放在副线圈B中,在合上电键S的瞬间,电流表指针应向    偏转;将原线圈A从副线圈B中拔出时,电流表指针应向    偏转.(填左,右)
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如图所示,在Oxyz坐标系所在的空间中,同时存在着匀强电场和匀强磁场.现有一质量为m、电荷量为q的 带正电的油滴从原点O沿X轴正方向射人此空间,则 下列说法正确的是( )
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A.若电场、磁场分别沿x轴正方向和X轴正方向,粒子 只能做曲线运动
B.若电场、磁场均沿y轴正方向,粒子不可能做匀速圆周运动
C.若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴负方向,粒子有可能做匀速直 线运动
D.若电场、磁场分别沿z轴负方向和y轴正方向,粒子有可能做匀变速 曲线运动
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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