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如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场...

如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.1m,在金属板右侧有一边界为MN的匀强磁场,MN与两板中线OO′ 垂直,磁感应强度 B=5×103T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的比荷,重力忽略不计,在0-0.8×105s时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响)。已知t = 0时刻进入两板间的带电粒子恰好在0.2×105s时刻经极板边缘射入磁场。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)。

(1)求两板间的电压U0

(2)0-0.2×105s时间内射入两板间的带电粒子都能够从磁场右边界射出,求磁场的最大宽度

(3)若以MN与两板中线OO′ 垂直的交点为坐标原点,水平向右为x轴,竖直向上为y轴建立二维坐标系,请写出在0.3×105s时刻射入两板间的带电粒子进入磁场和离开磁场(此时,磁场只有左边界,没有右边界)时的位置坐标。

(4)两板间电压为0,请设计一种方案:让向右连续发射的粒子流沿两板中线OO′射入,经过右边的待设计的磁场区域后,带电粒子又返回粒子源。

 

(1)25 (V)(2)0.2 (m)(3)( 0 ; 0.3875)(m)(4)如图; 【解析】(1)电荷在电场中作类平抛运动,有: , 则 且 , , (2) 在时间,时刻射入两板间的带电粒子进入磁场并能够从磁场右边界射出,则其他粒子也都能从磁场的右边界射出。粒子进入磁场作匀速圆周运动,则: 则 由第一问可知: , 磁场的最大宽度为: (3)时刻进入的粒子先做匀速直线运动,再做类平抛运动.类平抛运动时间应为 . 若向上偏转,根据平抛运动公式得: 进入坐标为 ( 0 ; 0.0125 )m 进入磁场作匀速圆周运动, 离开磁场时的坐标: y2=0.0125+2×105/5×10-3×108=0.4125 (m) 离开磁场左边界坐标为 ( 0 ; 0.4125 )(m) 若向下偏转,根据平抛运动公式得: 进入坐标为 进入磁场作匀速圆周运动, 离开磁场时的坐标: , 离开磁场左边界坐标为: (4)  
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如图所示,竖直金属框架上端连接一个电容器,电容器电容为C=0.O1F,在与电容器不远处有一个金属棒,其质量为m=0.001kg,整个装置置于磁感应强度为B=T的匀强磁场中,金属棒及框架电阻不计,金属棒从静止释放,求其速度达到v=20m/s时,所需要的时间。

 

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如图所示,用长为L的绝缘细线拴住一个质量为m、带电量为+q的小球(可视为质点)后悬挂于O点,整个装置处于水平向右的匀强电场E中,将小球拉至使悬线呈水平的位置A后,由静止开始将小球释放,小球从A点开始向下摆动,当悬线转过60°角到达位置B时,速度恰好为零,求

(1)B、A两点的电势差;

(2)电场强度E;

(3)小球到达B点时,悬线对小球的拉力T.

 

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有一10匝正方形线框,边长为20 cm,线框总电阻为1 Ω,外接电阻=9 Ω,线框绕轴以10π rad/s的角速度匀速转动,如图,垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T.问:

(1)该线框产生的交变电流电动势最大值是多少?

(2)线框从图示位置转过60°时,感应电动势的瞬时值是多大?

(3)写出感应电动势随时间变化的表达式.

(4)电路中电压表和电流表的示数各是多少?

 

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欲用伏安法测定一段阻值约为左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:

A.电池组(3 V,内阻1Ω)

B.电流表(0~3 A,内阻0.0125Ω)

C.电流表(0~0.6 A,内阻0.125Ω)

D.电压表(0~3 V,内阻3 kΩ)

E.电压表(0~15 V,内阻15 kΩ)

F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1 A)

G.滑动变阻器(0~2 000Ω,额定电流0.3 A)

H.开关、导线

(1)上述器材中应选用的是_________;(填写各器材的字母代号)

(2)实验电路应采用电流表__________接法;(填”)

(3)设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图所示,图示中I=______A,U=_____V。

(4)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5 A范围内改变,请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图,然后根据你设计的原理电路将下图中给定的器材连成实验电路_________

 

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某同学为测定电子元件的电阻,做如下测量:

(1)用多用表粗测该元件的电阻,选用“X10”倍率的电阻挡后,应先__________________,再进行测量,之后多用表的示数如图(a)所示,测得该元件电阻为_______________Ω.

(2)为了精确测得上述待测电阻Rx的阻值,实验室提供了如下器材:

A.电流表A1(量程50 mA、内阻r1= 10Ω)

B.电流表A2 (量程200 mA、内阻r2约为2Ω)

C.定值电阻R0 = 30Ω

D.滑动变阻器R(最大阻值约为10Ω)

E.电源E(电动势约为4 V)

F.开关S、导线若干

该同学设计了测量电阻Rx的一种实验电路原理如图(b)所示,N处的电流表应选用____填器材选项前相应的英文字母).开关S闭合前应将滑动变阻器的滑片置于____(选填“a”或者“b”).若M、N电表的读数分别为IM、IN,则Rx的计算式为Rx=________.(用题中字母表示

 

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