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如图1所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2),存在垂直纸面向里的匀强...

如图1所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为E0,E>0表示电场方向竖直向上.t=0时,一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N2点.Q为线段N1N2的中点,重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已知量.

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(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小;

(2)求电场变化的周期T;

(3)改变宽度d,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T的最小值.

 

(1)微粒所带电荷量q为,磁感应强度B的大小为. (2)电场变化的周期T为+. (3)T的最小值为. 【解析】 试题分析:根据物体的运动性质结合物理情景确定物体的受力情况.再根据受力分析列出相应等式解决问题. 【解析】 (1)根据题意,微粒做圆周运动,洛伦兹力完全提供向心力,重力与电场力平衡, 则mg=qE0 ① ∵微粒水平向右做直线运动,∴竖直方向合力为0. 则 mg+qE0=qvB ② 联立①②得:q= ③B= ④ (2)设微粒从N1运动到Q的时间为t1,作圆周运动的周期为t2, 则=vt1 ⑤qvB=m ⑥2πR=vt2 ⑦ 联立③④⑤⑥⑦得:t1=,t2= ⑧ 电场变化的周期T=t1+t2=+ ⑨ (3)若微粒能完成题述的运动过程,要求 d≥2R ⑩ 联立③④⑥得:R=,设N1Q段直线运动的最短时间t1min,由⑤⑩得t1min=, 因t2不变,T的最小值 Tmin=t1min+t2=. 答:(1)微粒所带电荷量q为,磁感应强度B的大小为. (2)电场变化的周期T为+. (3)T的最小值为. 【点评】运动与力是紧密联系的,通过运动情况研究物体受力情况是解决问题的一个重要思路.  
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考点分析:
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如图所示,虚线MN左侧有一场强为E1=E的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场,在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏.现将一电子(电荷量为e,质量为m,不计重力)无初速度地放入电场E1中的A点,A点到MN的距离为满分5 manfen5.com,最后电子打在右侧的屏上,AO连线与屏垂直,垂足为O,求:

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(1)电子从释放到打到屏上所用的时间t;

(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角θ的正切值tanθ;

(3)电子打到屏上的点P′(图中未标出)到点O的距离x.

 

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如图所示,质量m=1kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1m的光滑绝缘框架上,磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内).右侧回路中,电源的电动势E=8V、内阻r=1Ω,额定功率为8W、额定电压为4V的电动机M正常工作.取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g=10m/s2.试求:

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(1)电动机当中的电流IM与通过电源的电流I

(2)金属棒受到的安培力大小及磁场的磁感应强度大小.

 

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在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:

A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内电阻小于1.0Ω )

B.电流表A1(量程0 3mA,内阻Rg1=10Ω)

C.电流表A2(量程0 0.6A,内阻Rg2=0.1Ω)

D.滑动变阻器R1(0 20Ω,10A)

E.滑动变阻器R2(0 200Ω,l A)

F.定值电阻R0(990Ω)

G.开关和导线若干

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(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的(a)、(b)两个参考实验电路,其中合理的是      图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选      (填写器材前的字母代号).

(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路,利用测出的数据绘出的I1 I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2的数值远大于I1的数值),则由图线可得被测电池的电动势E=      V,内阻r=      Ω.(结果保留小数点后2位)

(3)若将图线的纵坐标改为      ,则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小.

 

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在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,实验室提供了小灯泡(3.8V,0.3A).实验前某同学想用多用电表测量小灯泡的电阻.如图(a)所示为多用电表的示意图,其中T、S为可调节的部件,现用多用电表测量小灯泡的电阻,部分操作步骤如下:

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(1)将选择开关调到合适的电阻挡,红、黑表笔分别插入“+”、“ ”插孔,把两笔尖相互接触,调节      (填“S”或“T”),使电表指针指向      侧(填“左”或“右”)的“0”位置.

(2)用多用表测量小灯泡的电阻时,表笔的位置如图(b)所示,其测量方法正确的是图     

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(3)用正确的实验方法测量小灯泡的电阻,电表示数如图(c)所示,该小灯泡电阻的阻值为      Ω.

 

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如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,y轴竖直向上.第Ⅲ、Ⅳ象限内有垂直于坐标面向外的匀强磁场,第Ⅳ象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场(图中未画出).一带电小球从x轴上的A点由静止释放,恰好从P点垂直于y轴进入第Ⅳ象限,然后做圆周运动,从Q点垂直于x轴进入第Ⅰ象限,Q点距O点的距离为d,重力加速度为g.根据以上信息,可以求出的物理量有(  )

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A.圆周运动的速度大小

B.电场强度的大小和方向

C.小球在第Ⅳ象限运动的时间

D.磁感应强度大小

 

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