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如图所示,直线MN上方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,质量为m、电...

如图所示,直线MN上方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子1在纸面内以速度v1=v0O点射入磁场,其方向与MN的夹角α=30°;质量为m、电荷量为+q的粒子2在纸面内以速度v2=满分5 manfen5.comv0也从O点射入磁场,其方向与MN的夹角β=60°角。已知粒子1、2同时到达磁场边界的A、B两点(图中未画出),不计粒子的重力及粒子间的相互作用。

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(1)求两粒子在磁场边界上的穿出点A、B之间的距离d;

(2)求两粒子进入磁场的时间间隔Δt

(3)若MN下方有平行于纸面的匀强电场,且两粒子在电场中相遇,其中的粒子1做直线运动。求电场强度E的大小和方向。

 

(1)(2)(3),方向与MN成30°角斜向右上。 【解析】 试题分析:(1)粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动 故 (2)粒子1圆周运动的圆心角, 粒子2圆周运动的圆心角, 粒子圆周运动的周期 粒子1在匀强磁场中运动的时间 粒子2在匀强磁场中运动的时间 所以 (3)由题意,电场强度的方向应与粒子1穿出磁场的方向平行。 a.若电场强度的方向与MN成30°角斜向右上,则粒子1做匀加速直线运动,粒子2做类平抛运动。   Eq=ma ABcos30°=v1t+ ABsin30°=v2t 解得E= b.若电场强度的方向与MN成30°角斜向左下,则粒子1做匀减速直线运动,粒子2做类平抛运动。 Eq=ma ABcos30°=v1t- ABsin30°=v2t 解得E=,假设不成立。 综上所述,电场强度的大小E=,方向与MN成30°角斜向右上。 考点:带电粒子在电场及磁场中的运动;  
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考点分析:
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如图所示(俯视图),相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨的一部分处在以满分5 manfen5.com为右边界的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强大小为B,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计。在距边界满分5 manfen5.com为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。求解以下问题:

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(1)若金属杆ab固定在导轨上的初始位置,磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到0,求此过程中电阻R上产生的焦耳热满分5 manfen5.com

(2)若磁场的磁感应强度不变,金属杆ab在恒力的作用下由静止开始向右运动3L的距离,其满分5 manfen5.com图象如图乙所示。

求:①金属杆ab在刚要离开磁场时加速度的大小;

②此过程中电阻R上产生的焦耳热满分5 manfen5.com

 

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如图所示,在粗糙水平面内存在着2n个有理想边界的匀强电场区,水平向右的电场和竖直向上的电场相互间隔,每一电场区域场强的大小均为E,且 E=满分5 manfen5.com,电场宽度均为d,水平面粗糙摩擦系数为μ,一个质量为m,带正电的、电荷量为q的物体(看作质点),从第一个向右的电场区域的边缘由静止进入电场,则物体从开始运动到离开第2n个电场区域的过程中,求:

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(1)电场力对物体所做的总功? 摩擦力对物体所做的总功?

(2)物体在第2n个电场(竖直向上的)区域中所经历的时间?

(3)物体在所有水平向右的电场区域中所经历的总时间?

 

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某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站,发电机输出功率为9 kW,输出电压为500 V,输电线的总电阻为10 Ω,允许线路损耗的功率为输出功率的4%,求:

(1)村民和村办小企业需要220 V电压时,求所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少;(不计变压器的损耗)

(2)若不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小企业得到的电压和功率各是多少.

 

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如图所示,两平行导轨间距L=0.1 m,足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接,倾斜部分与水平面的夹角θ=30°,垂直斜面方向向上的磁场磁感应强度B=0.5 T,水平部分没有磁场.金属棒ab质量m=0.005 kg、电阻r=0.02 Ω,运动中与导轨始终接触良好,并且垂直于导轨.电阻R=0.08 Ω,其余电阻不计.当金属棒从斜面上离地高h=1.0 m以上的任何地方由静止释放后,在水平面上滑行的最大距离x都是1.25 m.取g=10 m/s2,求:

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(1)金属棒在斜面上的最大速度;

(2)金属棒与水平面间的动摩擦因数;

(3)从高度h=1.0 m处滑下后电阻R上产生的热量.

 

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如图所示,两条电阻不计的平行导轨与水平面成θ角,导轨的一端连接定值电阻R1,匀强磁场垂直穿过导轨平面.一根质量为m、电阻为R2的导体棒ab,垂直导轨放置,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,且R2=2R1.如果导体棒以速度v匀速下滑,导体棒此时受到的安培力大小为F,则以下判断正确的是

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A.电阻R1消耗的电功率为满分5 manfen5.com

B.整个装置消耗的机械功率为Fv

C.整个装置因摩擦而消耗的功率为μmgvcos θ

D.若使导体棒以v的速度匀速上滑,则必须施加沿导轨向上的外力F=2F

 

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