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空间三维直角坐标系o-xyz如图所示(重力沿满分5 manfen5.com轴负方向),同时存在与xoy平面平行的匀强电场和匀强磁场,它们的方向与x轴正方向的夹角均为满分5 manfen5.com。(已知重力加速度为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6

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(1)若一电荷量为+q、质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向的速度v0做匀速直线运动,求电场强度E和磁感应强度B的大小;

(2)若一电荷量为满分5 manfen5.com、质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0通过y轴上的点P(0,h,0)时,调整电场使其方向沿x轴负方向、大小为E0。适当调整磁场,则能使带电质点通过坐标Q(h,0,0.5h)点,问通过Q点时其速度大小;

(3)若一电荷量为满分5 manfen5.com、质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0通过y轴上的点P(0,0.6h,0)时,改变电场强度大小和方向,同时改变磁感应强度的大小,但不改变其方向,带电质点做匀速圆周运动能经过x轴上的某点M,问电场强度满分5 manfen5.com和磁感应强度满分5 manfen5.com的大小满足什么条件?并求出带电质点经过x轴M点的时间。

 

(1)(2)(3)t=。(n=1、2、3) 【解析】 试题分析:(1)在xoy平面内质点受力如图所示,电场力F1方向与洛伦兹力F2方向垂直, 根据物体的平衡条件有: (2分) (2分) (1分) (1分) (2)洛伦兹力不做功(1分) 所以,由P点到Q点,根据动能定理: (2分) (1分) (3)当电场力和重力平衡时,带电质点只受洛伦兹力作用,在v0方向和F2=qv0方向所在直线决定平面内做匀速圆周运动,如图所示。 E'q=mg(1分) (1分) 方向竖直向下(1分) 要使带电质点经过x轴,圆周的直径 (1分) 根据(2分) (1分) 带电质点的运动周期为 (1分) 质点经半个周期第一次通过x轴,以后每经过整周期又经过x轴。所示经过x轴的时间为 t=。(n=1、2、3 )(1分) 考点:考查了带电粒子在电磁场中的运动 【名师点睛】做本题的关键是根据(1)电荷受重力、洛伦兹力和电场力,三力平衡,根据平衡条件列式求解;(2)应用动能定理可以求出粒子的速度;(3)作出粒子运动轨迹,根据粒子做圆周运动的周期求出粒子的运动时间  
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考点分析:
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某一长直的赛道上,有一辆F1赛车前方200m处有一安全车正以10m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以2m/s2的加速度追赶。求:

(1)赛车出发经多长时间追上安全车。

(2)当赛车刚追上安全车时,赛车手立即刹车,使赛车以4m/s的加速度做匀减速直线运动,再经过多长时间两车第二次相遇。

 

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霍尔效应是电磁现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图甲所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流强度为I的电流,同时外加与薄片垂直的磁感应强度为B的磁场,则在M、N间出现大小为UH的电压,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足满分5 manfen5.com,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。

(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图甲所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与_____(选填“M”或“N”)端通过导线相连。

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(2)该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图乙所示的测量电路,S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出)。为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向_________(选填“a”或“b”),S2掷向_______(选填“c”或“d”)。

(3)已知薄片厚度d=0.40mm,该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示。

I(×10-3A)

3.0

6.0

9.0

12.0

15.0

18.0

UH(×10-3V)

1.1

1.9

3.4

4.5

6.2

6.8

根据表中数据在给定区域内(见答题卡)画出UH-I图线,请利用图线求出该材料的霍尔系数为___________×10-3V·m·A-1·T-1(保留2位有效数字)。

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利用图示装置可以做力学中的许多实验。

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(1)利用此装置做“研究匀变速直线运动”的实验时,_______(选填“需要”或“不需要”)设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响。

(2)利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时,如果画出的a-m关系图象是曲线,则_________(选填“能”或“不能”)确定小车的加速度与质量成反比。

(3)利用此装置探究“功与速度变化的关系”的实验时,通过增减砝码改变小车所受拉力时,_________(选填“需要”或“不需要”)重新调节木板的倾斜度。

 

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如图(a)所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°固定在地面上,MP之间接电阻箱R,电阻箱的阻值范围为0~4Ω,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab,测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R,得到vmR的关系如图(b)所示。已知轨道间距为L=2m,重力加速度取g=10m/s2,轨道足够长且电阻不计。则

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A.金属杆滑动时产生的感应电流方向是abMPa

B.当R=0时,杆ab匀速下滑过程中产生感生电动势的大小为2V

C.金属杆的质量为m=0.2kg,电阻r=2Ω

D.当R=4Ω时,回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功为0.6J

 

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如图,有一理想变压器,原副线圈的匝数比为n︰1,原线圈接正弦交流电,电压为U,输出端接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为R,当输入端接通电源后,电流表读数为I,电动机带动一质量为m的重物匀速上升,重力加速度为g。下列判断正确的是

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A.原线圈中的电流的有效值为nI

B.电动机消耗的功率为I2R

C.变压器的输入功率为满分5 manfen5.com

D.物体匀速上升的速度为满分5 manfen5.com

 

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