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(20分)在地面上方某处的真空室里存在着水平向左的匀强电场,以水平向右和竖直向上...

(20分)在地面上方某处的真空室里存在着水平向的匀强电场,以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系一质量为m、电荷量为+q的微粒从点P(满分5 manfen5.com,0)由静止释放后沿直线PQ运动当微粒到达点Q(0,-满分5 manfen5.com)的瞬间,撤去电场同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度的大小满分5 manfen5.com,该磁场有理想的下边界,其他方向范围无限大已知重加速度为g求:

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(1)匀强电场的场强E的大小;

(2)撤去电场加上磁场的瞬间,微粒所受合外力的大小和方向;

(3)欲使微粒不从磁场下边界穿出,该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件?满分5 manfen5.com

 

(1);(2)mg,方向水平向左;(3) 【解析】 试题分析:(1)由于微粒沿PQ方向运动,可知微粒所受的合力沿PQ方向可得 因为 α = 60° 解得 (2)微粒在电场中的运动可视为两个分运动的合成:水平方向在电场力作用下的匀加速直线运动;竖直方向在重力作用下的匀加速直线运动,加速度为g。 到达Q点的竖直分速度v2, 。 则 水平分速度 撤去电场加上磁场的瞬间,微粒受洛仑兹力可根据速度的分解,视为两个分速度对应的洛仑兹力的分力的合成。 对于水平分速度v1,其所对应的洛仑兹力分力的大小为f1,方向竖直向上, 即与重力恰好平衡 对与竖直分速度v2,其所对应的洛伦兹力分力的大小为f2,方向水平向左,此力为微粒所受的合力 (3)如果把微粒的运动可以看作水平方向速度v1的匀速直线运动与另一个分运动的合成。那么微粒受到的洛仑兹力的一个分力恰与重力平衡,另一个分运动就是微粒在洛仑兹力的另一个分力作用下的匀速圆周运动,开始时速度为v2,方向竖直向下。 解得半径为 微粒在磁场中的运动可视为匀速直线运动和匀速圆周运动的合运动。它距Q点的水平最大距离为圆的半径r。所以欲使微粒不从磁场的下边界穿出,磁场下边界的y坐标值应满足 。(写成“<”也给分) 考点:运动的合成与分解、带电粒子在匀强磁场中的运动  
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考点分析:
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(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满分5 manfen5.com,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点以速度满分5 manfen5.com沿垂直电场方向射入电场,在电场中的偏转位移为满分5 manfen5.com,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:

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(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;

 

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(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:

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(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。

 

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(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。

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(2)一个质量为满分5 manfen5.com=0.001kg、带电量为满分5 manfen5.com=满分5 manfen5.comC的带正电小球和一个质量也为满分5 manfen5.com不带电的小球相距满分5 manfen5.com=0.2m,放在绝缘光滑水平面上,当加上如图的满分5 manfen5.com=满分5 manfen5.comN/C的水平向左的匀强电场和满分5 manfen5.com=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。

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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满分5 manfen5.com,用螺旋测微器测得摆球直径为d.

测得重力加速度的表达式为g=_________.

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

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满分5 manfen5.com (不计半径),测得周期为T1;第二次量得悬线长为满分5 manfen5.com,测得周期为T2.根据上述数据,g表达式___________

 

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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1212)。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(  

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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

 

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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(  )

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