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(16分)如图所示,在坐标系xoy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场,磁场方向...

(16分)如图所示,在坐标系xoy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场,磁场方向垂直于xoy面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E。一质量为m、带电荷量为+q的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限,随即撤去电场,以后仅保留磁场。已知OP=d,OQ=2d,不计粒子重力。

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(1)求粒子过Q点时速度的大小和方向。

(2)若磁感应强度的大小为一定值B0,粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限,求B0

(3)若磁感应强度的大小为另一确定值,经过一段时间后粒子将再次经过Q点,且速度与第一次过Q点时相同,求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。

 

(1)  (2)  (3) 【解析】                   试题分析:(1)设粒子在电场中运动的时间为,加速度的大小为a,粒子的初速度为,过Q点时速度的大小为v,沿y轴方向分速度的大小为,速度与x轴正方向间的夹角为,由牛顿第二定律得                            (1分) 由运动学公式得            (1分)                           (1分)                            (1分)                         (1分) 联立以上各式           (1分)                            (1分) (2) 设粒子做圆周运动的半径为,粒子在第一象限的运动轨迹如图所示,为圆心,由几何关系可知△O1OQ为等腰直角三角形,得           (1分) 由牛顿第二定律得             (1分) 联立可得                      (2分) (3)设粒子做圆周运动的半径为,由几何分析 (粒子运动的轨迹如图所示,、是粒子做圆周运动的圆心,Q、F、G、H是轨迹与两坐标轴的交点,连接、,由几何关系知,和均为矩形,进而知FQ、GH均为直径,QFGH也是矩形,又FH⊥GQ,可知QFGH是正方形,△QOG为等腰直角三角形)可知,粒子在第一、第三象限的轨迹均为半圆,得        (1分) 粒子在第二、第四象限的轨迹为长度相等的线段,得        (1分)  设粒子相邻两次经过Q点所用的时间为t,则有        (1分)  联立可得        (2分) 考点:本题综合性较强,主要考查学生对带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动和牛顿第二定律的应用
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考点分析:
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(12分)一个质量为m带电荷量为+q的小球每次均以水平初速度v0自h高度做平抛运动。不计空气阻力,重力加速度为g,试回答下列问题:

(1)若在空间竖直方向加一个匀强电场,发现小球水平抛出后做匀速直线运动,求电场强度E ?

(2)撤消匀强电场,小球水平抛出至第一落地点P,则位移S的大小是多少?

(3)恢复原有匀强电场,再在空间加一个垂直纸面向外的匀强磁场,发现小球第一落地点仍然是P点,试问磁感应强度B是多大?

 

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(10分)一个200匝、面积为20cm2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30°角,若磁感应强度在0.05s内由0.1 T增加到0.5T,在此过程中磁通量变化了多少?磁通量的平均变化率是多少?线圈中感应电动势的大小是多少伏?

 

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在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:

(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度.测量3次,求出其平均值L.其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐,图中读数为________ cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d.其中一次测量结果如图乙所示,如图乙中读数为__________mm。

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(2)采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻.电阻的测量值比真实值_____(填“偏大”或“偏小”).最后由公式ρ=_____计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示).

 

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某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用。他将一条形磁铁放在转盘上,如图甲,磁铁随转盘一起转动,另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边,当转盘(及磁铁)转动时,引起磁感应强度测量值周期性地变化。经过操作,该同学在计算机上得到了如图乙的图象。

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(1)在图像记录的这段时间内,圆盘转动的快慢情况是______________。

(2)圆盘匀速转动时的周期是             s。

(3)圆盘匀速转动时的角速度是            rad/s。

 

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我们可以通过以下实验,来探究产生感应电流的条件

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⑴给岀的实物图中,请用笔画线代替导线补全实验电路;

⑵接好电路,合上开关瞬间,电流表指针       (填“偏转”或“不偏转”);

⑶电路稳定后,电流表指针           (填“偏转”或“不偏转”);

⑷根据以上实验可得:产生感应电流的条件                    

 

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