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(15分)如图所示,在直角坐标系xoy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场...

(15分)如图所示,在直角坐标系xoy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场:垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ,O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点,OM=MP=L.在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场. 一质量为满分5 manfen5.com带电量为满分5 manfen5.com的带电粒子从电场中坐标为(-2L,-L)的点以速度v0沿+x方向射出,恰好经过原点O处射入区域Ⅰ又从M点射出区域Ⅰ(粒子的重力忽略不计)

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(1)求第三象限匀强电场场强E的大小;

(2)求区域Ⅰ内匀强磁场磁感应强度B的大小;

(3)如带电粒子能再次回到原点O,问区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少?粒子两次经过原点O的时间间隔为多少?

 

(1)       (2)          (3) 【解析】 试题分析:(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动:粒子沿x轴正方向的位移:      ①  粒子沿电场方向的位移:                ② 联立①②式得:        ③ (2)设到原点时带电粒子的竖直分速度为:    把③式代入得: 则合速度:     方向与轴正向成角          (1分) 粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动,由几何知识可得:           (1分) 由洛伦兹力充当向心力:           (1分), 可解得:      (1分) (3)运动轨迹如图,在区域Ⅱ做匀速圆周的半径为:       (1分)          (1分)  运动时间:              (1分),                  (1分),         (1分)            (1分) 考点:本题考查带电粒子在混合场中的运动。
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考点分析:
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(13分)一个重力不计的带电粒子,以大小为v的速度从坐标(0,L)的a点,平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,并从x轴上b点射出磁场,射出速度方向与x轴正方向夹角为60°,如图所示.求:

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(1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;

(2)带电粒子的比荷q/m及粒子从a点运动到b点的时间;

(3)其他条件不变,要使该粒子恰从O点射出磁场,求粒子入射速度大小.

 

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(10分)如图所示的电路中,电源的电动势E=3. 0V,内阻r=1.0Ω;电阻满分5 manfen5.com=10Ω,满分5 manfen5.com10Ω,满分5 manfen5.com=30Ω,满分5 manfen5.com=35Ω;电容器的电容C=100满分5 manfen5.com.电容器原来不带电,接通电键K.求:

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(1)流过电源的电流;

(2)电阻满分5 manfen5.com两端的电压;

(3)从接通电键K达到稳定过程中流过满分5 manfen5.com的总电量.

 

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(8分)如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,相距2 m并处于竖直向上的匀强磁场中,一根质量为3.6 kg的金属棒放在导轨上,与导轨垂直.当金属棒中的电流为5 A时,金属棒做匀速直线运动,当金属棒中的电流增加到8A时,金属棒将获得2m/s2的加速度(g取10m/s2) 求:

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(1)磁场的磁感应强度;

(2)导轨与金属棒间动摩擦因数.

 

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(15分)在研究某电路元件的伏安特性时,得到了如下图所示的伏安特性曲线.备用器材有电压表V1(量程为3V,内阻约为6kΩ),电压表V2(量程为15V,内阻约为150kΩ);电流表A1(量程为150mA,内阻约为10Ω),电流表A2(量程为3A,内阻约为0.3Ω);滑动变阻器R1(20Ω 1A),滑动变阻器R2(1KΩ 0.2A).

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(1)实验中电压表应选择      ,电流表应选择      ,滑动变阻器应选择      (选填写器材的字母代号).

(2)请在答题卡中将图中的实物连线补充完整.

(3)通过伏安特性曲线可知,随着电压的增大此元件的电阻       (选填“不变”、“增加”或“减小”)

(4)实验结束后,应先断开开关,拆除      两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材.

(5)把此元件和电阻为99欧姆的标准电阻串联接在电动势为10V,内阻为1Ω的电源两端,此时电源的输出功率为              W.

 

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(8分)(1)下图为多用电表表盘,若将该表选择旋钮置于25mA挡,则读数为     mA .

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(2)某同学用多用电表粗测某电阻的阻值,当用“×100”倍率的挡位测量时,发现表头指针向右偏转角度过大,为减小误差,应将选择开关拨到 “            ”倍率的挡位(选填“×10”或“×1k”).如果换挡后立即用表笔连接电阻读数,该同学欠缺的实验步骤是:      .补上该步骤后,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值是      Ω.

 

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