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如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值...

如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值.静止的带电粒子带电荷量为+q,质量为m(不计重力),从点P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为θ=45°,孔Q到板的下端C的距离为L,当M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上,求:

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(1)两板间电压的最大值Um

(2)CD板上可能被粒子打中区域的长度s;

(3)粒子在磁场中运动的最长时间tm.

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上, 所以圆心在C点,如图所示,CH=QC=L 故半径R1=L (1分) 又因 (1分) (1分) 所以 (1分) 设粒子在磁场中运动的轨迹与CD板相切于K点,此轨迹的半径为R2,在△AKC中 (2分) 解得 (1分) 即KC长等于 (1分) 所以CD板上可能被粒子打中的区域的长度 (1分) (3)打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长,均为半周期 所以 (3分) 考点:考查了带电粒子在有界磁场中的运动  
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考点分析:
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如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,区域的左、右两边界均沿竖直方向,磁场左、右两边界之间的距离L,磁场磁感应强度的大小为B.某种质量为m,电荷量q的带正电粒子从左边界上的P点以水平向右的初速度进入磁场区域,该粒子从磁场的右边界飞出,飞出时速度方向与右边界的夹角为30º。重力的影响忽略不计。

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(1)求该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径;

(2)求该粒子的运动速率;

(3)求该粒子在磁场中运动的时间;

 

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如图所示,在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽l=0.25 m,接入电动势E=12 V、内阻不计的电池.垂直框面放置一根质量m=0.2 kg的金属棒ab,它与框架间的动摩擦因数μ=满分5 manfen5.com,整个装置放在磁感应强度B=0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中。当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(框架与金属棒的电阻不计,g取10 m/s2)

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如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,一根质量为m=2kg的金属棒垂直导轨方向放置。导轨间距为0.5m,已知金属棒与导轨间的摩擦因数μ=0.05 ,当金属棒中的电流为5A时,金属棒做匀加速直线运动;求金属棒加速度的大小。

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在磁感应强度B的匀强磁场中,垂直于磁场放入一段通电导线。若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷,每个电荷的电量为q。则每个电荷所受的洛伦兹力f=___________,该段导线所受的安培力为F=___________。

 

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如图所示在通电螺丝管内部中间的小磁针,静止时N极指向右端,则电源的c端为电源_____极,(填“正”或“负”)螺线管的a端为等效磁极的______极。(填“N”或“S”)

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