(18分)如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为,电场左边界与y轴重合,电场方向在纸平面内竖直向下,而磁场方向垂直纸面向里,一带正电粒子从坐标原点O点以速度沿垂直电场方向射入电场,在电场中的偏转位移为,从B(图中未画出)点由电场射入磁场,当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,(带电粒子重力不计)求:
(1)电场强度E和磁感应强度B的比值E/B;
(2)粒子在电、磁场中运动的总时间及C点坐标;
(16分)如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,电阻R=2Ω的矩形线圈abcd。t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1 s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场。整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示.求:
(1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1;
(2)写出第2 s内变力F随时间t变化的关系式;
(3)若从开始运动到线圈完全进入磁场,线圈中产生的热量为0.0875J,求此过程拉力所做的功。
(18分)(1)如图所示,在匀强磁场中,与磁感应强度B成30°角放置一矩形线圈,共100匝,线圈长lab=10cm、宽lbc=8cm,线圈电阻r=1.0Ω,与它相连的电路中,电阻R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,磁感应强度变化如图乙所示,开关闭合后t=1.5s时R2中电流的大小为_______A,此时左侧边ab所受的安培力大小_______N。
(2)一个质量为=0.001kg、带电量为=C的带正电小球和一个质量也为不带电的小球相距=0.2m,放在绝缘光滑水平面上,当加上如图的=N/C的水平向左的匀强电场和=0.5T的水平向外的匀强磁场后,带电小球开始运动,与不带电小球相碰后粘在一起,则两球碰后的速度为________m/s,两球碰后到两球离开水平面,还要前进_________m。
(3)在“用单摆测定重力加速度”的实验中,测得单摆摆角小于10°时,完成n次全振动时间为t,用毫米刻度尺测得摆线长为,用螺旋测微器测得摆球直径为d.
①测得重力加速度的表达式为g=_________.
②实验时某同学测得的g值偏大,其原因可能是_________.
A.实验室的海拔太高
B.摆球太重
C.测出n次全振动时间为t,误作为(n+1)次全振动时间进行计算
D.用摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算
③用的摆球密度不均匀,无法确定重心位置.他第一次量得悬线长为 (不计半径),测得周期为T1;第二次量得悬线长为,测得周期为T2.根据上述数据,g表达式为___________
如图,质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷,电荷量分别为qA和qB,用绝缘细线悬挂在天花板上较远的两点。平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为1与2(1>2)。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别为vA和vB,最大动能分别为EkA和EkB。则( )
A.mA一定小于mB B.qA一定大于qB
C.vA一定大于vB D.EkA一定大于EkB
在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内(不计重力),电子可能沿水平方向向右做直线运动的是( )
如图甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R,导体棒MN放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正),MN始终保持静止,则0-t2时间( )
A.电容器C的电荷量大小始终没变
B.电容器C的a板先带正电后带负电
C.MN所受安培力的大小始终没变
D.MN所受安培力的方向先向右后向左