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(12分)如图,在xoy平面第一象限内有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的...

(12分)如图,在xoy平面第一象限内有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场,匀强电场电场强度为E。一带电量为+q的小球从y轴上离坐标原点距离为L的A点处,以沿x正向的初速度进入第一象限,如果电场和磁场同时存在,小球将做匀速圆周运动,并从x轴上距坐标原点L/2的C点离开磁场。如果只撤去磁场,并且将电场反向,带电小球以相同的初速度从A点进入第一象限,仍然从x轴上距坐标原点L/2的C点离开电场。求:

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(1)小球从A点出发时的初速度大小;

(2)磁感应强度B的大小和方向;

(3)如果在第一象限内存在的磁场范围是一个矩形,求这一范围的最小面积。

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)由带电小球做匀速圆周运动可得: 所以电场反向后,竖直方向受力, 小球做类平抛运动,有, 联立可得: (2)带电小球做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,所以, 由圆周运动轨迹分析可得: 解得:,代入可得 (3)由小球运动轨迹的范围可最小矩形磁场的长宽分别为,解得 ,故面积为 考点:考查了带电粒子在复合场中的运动
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考点分析:
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(10分)载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B=kI/r,式中常量k>0,I为电流强度,r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方,矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流,被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂,如图所示。开始时MN内不通电流,此时两细线内的张力均为T0。当MN通以强度为I1的电流时,两细线内的张力均减小为T1;当MN内的电流强度变为I2时,两细线的张力均大于T0

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(1)分别指出强度为I1、I2的电流的方向;

(2)求MN分别通以强度为I1和I2电流时,线框受到的安培力F1与F2大小之比;

(3)当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂,在此瞬间线圈的加速度大小为a,求I3

 

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(10分) 如下图所示,质量为m=1kg,电荷量为q=5×102 C的带正电的小滑块,从半径为R=0.4m的光滑绝缘满分5 manfen5.com圆孤轨道上由静止自A端滑下.整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中.已知E=100 V/m,水平向右;B=1T,方向垂直纸面向里.求:

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(1)滑块到达C点时的速度;

(2)在C点时滑块对轨道的压力.(g=10 m/s2)

 

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(8分)如右图所示,ab、cd为两根相距2m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,通以5 A的电流时,质量为3.6 kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动;当棒中电流增大到8 A时,棒能获得2 m/s2的加速度,已知金属棒受到的磁场力方向水平.求匀强磁场的磁感应强度的大小.

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如图为电磁流量计的示意图,直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内有导电液体流动,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导电液体流动方向而穿过一段圆形管道。若测得管壁内a、b两点间的电势差为U,则管中导电液体的流量Q=     

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将长为1 m的导线ac从中点b折成如图所示的形状,放入B=0.08 T的匀强磁场中,abc平面与磁场垂直.若在导线abc中通入25 A的直流电,则整个导线所受安培力大小为________ N.

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