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如图,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以O...

如图,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场.不计粒子重力.求

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(1)在原图上画出粒子在电场和磁场中运动轨迹示意图;

(2)电场强度大小E;

(3)粒子在磁场中运动的轨道半径r;

(4)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.

 

(1); (2). (3). (4)+. 【解析】【解析】 (1)类似平抛运动速度偏转角的正切:,故θ=45°; 故粒子的运动轨迹如右图所示; (2)设粒子在电场中运动的时间为t1 x方向:2h=v0t1y方向:h=at12 根据牛顿第二定律:Eq=ma 联立以上三式,解得:E= 故电场强度为. (3)类平抛运动过程,根据动能定理:Eqh=mv2﹣mv02 将E的表达式代入上式,得:v=v0由:Bqv=m 得:r= 故圆弧的半径为. (4)粒子在电场中运动的时间:t1= 粒子在磁场中运动的周期:T== 根据粒子入射磁场时与x轴成45°,射出磁场时垂直于y轴,可求出粒子在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为135°. 故粒子在磁场中运动的时间为:t2=T 求出 t=t1+t2=+ 故粒子的运动时间为+. 答:(1)粒子的运动轨迹如右图所示; (2)电场强度为. (3)圆弧的半径为. (4)粒子的运动时间为+. 【点评】本题关键是明确粒子的运动,画出轨迹,然后结合几何关系,分为类似平抛运动和匀速圆周运动进行分析计算.  
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考点分析:
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一个半径r=0.10m的闭合导体圆环,圆环单位长度的电阻R0=1.0×10﹣2Ω/m.如图a所示,圆环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直圆环所在平面向外,磁感应强度大小随时间变化情况如图b所示.

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(1)分别求在0~0.3s和0.3s~0.5s 时间内圆环中感应电动势的大小;

(2)分别求在0~0.3s和0.3s~0.5s 时间内圆环中感应电流的大小,并在图c中画出圆环中感应电流随时间变化的i﹣t图象(以线圈中逆时针电流为正,至少画出两个周期);

(3)求出导体圆环中感应电流的有效值.

 

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在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽L=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数为满分5 manfen5.com,整个装置放在磁感应强度B=0.8T的垂直斜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?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,框架与棒的电阻不计,g=10m/s2

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现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转.

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若将线圈A中铁芯向上拔出,则能引起电流计的指针向      偏转;若断开开关,能引起电流计指针      偏转;若滑动变阻器的滑动端P匀速向右滑动,能使电流计指针      偏转.

 

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某同学按如图所示的电路图连接电路,并测出路端电压U和电流I的多组数据,做出U﹣I图象,从U﹣I图象中可求出电池的电动势E=      V,内电阻r=      Ω.

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图中,游标卡尺的读数是      ;螺旋测微器的读数是     

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