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如图所示,在竖直平面内直线AB与竖直方向成30°角,AB左侧有匀强电场,右侧有垂...

如图所示,在竖直平面内直线AB与竖直方向成30°角,AB左侧有匀强电场,右侧有垂直纸面向外的匀强磁场.一质量为m、电量为q的带负电的粒子,从P点以初速υ0竖直向下射入电场,粒子首次回到边界AB时,经过Q点且速度大小不变,已知P、Q间距为l,之后粒子能够再次通过P点,(粒子重力不计)求:


(1)匀强电场场强的大小和方向;
(2)匀强磁场磁感强度的可能值.

 

(1) ,方向垂直于AB且与竖直方向成60°角向下; (2)(R=1);  n=1、2、3…(R>1). 【解析】(1)由题意可知,粒子首次回到边界AB时,经过Q点且速度大小不变, PQ间电势差为零,P、Q在同一等势面上,匀强电场垂直于AB且与竖直方向成60°角向下, 粒子在电场中沿AB方向做匀速直线运动,l=v0cos30°•t, 在垂直AB方向粒子做匀减速直线运动: , 解得: ; (2)粒子从Q点进入磁场时沿AB方向的分速度不变,垂直AB方向的分速度大小不变方向反向, 由此可知:粒子经Q点的速度与AB成30°角,若粒子进入磁场偏转后恰好经过P点, 其轨道半径为R,磁感应强度为B,由几何知识得:R=l, 粒子做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得: , 解得: ; 若粒子做圆周运动的轨道半径R<l,粒子不可能再通过P点, 若圆周运动的轨道半径R>l,则每个周期沿AB界限向A移动的距离:△x=R-l, 粒子可能从电场中再次经过P点需要满足的条件是:l=n×△x (n=1、2、3…), 解得: ,  n=1、2、3…;  
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考点分析:
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如图甲所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN,导轨的电阻均不计.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=4Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为B0=1T.将一根质量为m=0.05kg电阻为r(大小未知)的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好.现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C,且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.取g=10m/s2.求:

(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)cd离NQ的距离s
(3)金属棒滑行至cd处的过程中,电阻R上产生的热量.

 

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如图所示,甲图是用来使带正电的离子加速和偏转的装置.乙图为该装置中加速与偏转电场的等效模拟.以y轴为界,左侧为沿x轴正向的匀强电场,场强为E=2.0×105V/M,右侧为沿y轴负方向的匀强电场.已知OA⊥ABOA=AB,且OB间的电势差为U0=4.0×105V,若在x轴的C点无初速地释放一个质子(不计重力,质子的比荷为1×108C/kg),结果质子刚好通过B点,求:

1CO间的距离d

2)质子通过B点的速度大小.

 

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某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案,实验室提供的器材有:

A.电流表A1(内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=3mA

B.电流表A2(内阻约为0.4Ω,量程为0.6A

C.定值电阻R0=900Ω

D.滑动变阻器R2A

E.干电池组(6V0.05Ω

F.一个开关和导线若干

G.螺旋测微器,游标卡尺

1)如图1,用螺旋测微器测金属棒直径为     mm;如图220分度游标卡尺测金属棒长度为     cm

2)用多用电表粗测金属棒的阻值:当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用     挡(填“×1Ω”“×100Ω”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图3所示,则金属棒的阻值约为     Ω

3)请根据提供的器材,设计一个实验电路,要求尽可能精确测量金属棒的阻值.

4)若实验测得电流表A1示数为I1,电流表A2示数为I2,则金属棒电阻的表达式为Rx=    .(用I1I2R0Rg表示)

 

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有一个标有“12V24W”的灯泡,为了测定它在不同电压下的实际功率,需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,现有如下器材:

A.直流电源15 V(内阻可不计)

B.直流电流表00.6 A(内阻约0.5 Ω

C.直流电流表03 A(内阻约0.1 Ω

D.直流电压表03 V(内阻约3 kΩ

 

E.直流电压表015 V(内阻约15 kΩ

F.滑动变阻器10 Ω5 A

G.滑动变阻器1kΩ3A

1)实验台上已放置开关、导线若干及灯泡,为了完成实验,需要从上述器材中再选用

(用序号字母表示)。

2)在答题纸上对应的虚线框内画出最合理的实验原理图。

3)若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化关系的图线如图所示,由这条曲线可得出:正常发光条件下,灯丝消耗的电功率是________W

4)若实验中采用了如右图所示的部分电路,测算出的电功率比灯泡的实际功率          (选填徧大徧小)。

 

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如图所示,OBA为一粗糙绝缘水平面上的三点,一电荷量为-Q的点电荷固定在O点,现有一质量为m,电荷量为+q的小金属块(可视为质点),从A点以初速度v0沿它们的连线向固定点电荷运动,到B点时速度最小,其大小为v.已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μAB间距离为L、静电力常量为k,则( )

A. OB间的距离为

B. 小金属块由AO运动的过程中,电势能先增大后减小

C. 小金属块由AO运动的过程中,加速度先减小后增大

D. 在点电荷-Q形成的电场中,AB两点间的电势差

 

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