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如图甲所示,在真空中,半径为R的圆形区域内存在匀强磁场,磁 场方向垂直纸面向外....

如图甲所示,在真空中,半径为R的圆形区域内存在匀强磁场,磁 场方向垂直纸面向外.在磁场左侧有一对平行金属板MN,两板间距离也为R,板长为L,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上.置于O1处的粒子发射源可连续以速度v0沿两板的中线O1O2发射电荷量为q、质量为m的带正电的粒子(不计粒子重力)MN两板不加电压时,粒子经磁场偏转后恰好从圆心O的正下方P点离开磁场;若在MN板间加如图乙所示交变电压UMN,交变电压的周期为L/v0t= 0时刻入射的粒子恰好贴着N板右侧射出.求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(2)交变电压电压U0的大小;

(3)若粒子在磁场中运动的最长、最短时间分别为t1t2,则它们的差值t为多大?

 

(1) (2) (3) 【解析】试题分析:(1)当UMN=0时粒子沿O2O3方向射入磁场轨迹如图⊙O1,设其半径为R1。 由几何关系得:R1=R 解得: (2)在t=0时刻入射粒子满足: 解得: (3)经分析可知所有粒子经电场后其速度仍为, 当(k="0,1,2,3." )时刻入射的粒子贴M板平行射入磁场轨迹如⊙04,偏转角为。 由几何知识可知四边形QOPO4为菱形,故 当(k="0,1,2,3." )时刻入射的粒子贴N板平行射入磁场轨迹如⊙05偏转角为。 由几何知识可知SOPO5为菱形,故 又 故
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如图所示为某学校一套校内备用供电系统,由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室(每个教室有“220V,40W"的白炽灯6盏)供电.如果输电线的总电阻R是4Ω,升压变压器和降压变压器(都认为是理想变压器)的匝数比分别是1:4和4:1,那么:

(1)发电机的输出功率应是多大?

(2)发电机的电动势是多大?

(3)输电效率是多少?

 

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海洋中蕴藏着巨大的能量,利用海洋的波浪可以发电.在我国南 海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理示意图如图甲所示.浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中,该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连.浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分),如图乙所示,其内为产生磁 场的磁体,与浮桶内侧面的缝隙忽略不计;匝数N=200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B=0.2T,线圈直径D=0.4m,电阻r=1Ω.取重力加速度g=10m/s2π2= 10.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v=0. 4πsin(πt)m/s.求:

(1)波浪发电产生电动势e的瞬时表达式;

(2)灯泡的电功率;

(3)灯泡两端电压的有效值.

 

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实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示。供选择的仪器如下:

待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω),

电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω),

定值电阻R1(300Ω),

定值电阻R2(10Ω),

滑动变阻器R3(0~1000Ω),

滑动变阻器R4(0~20Ω),

干电池(1.5V),

电键S及导线若干。

(1)定值电阻应选___________,滑动变阻器应选___________。(在空格内填写序号)

(2)补全实验步骤:

按电路图连接电路,并将滑动触头移至最左端;

闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1G2的读数I1I2

___________________________________________

I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示。

(3)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式r1=______________________

 

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某班级开展了一次10分钟实验竞赛,试题命题形式为各小组自已出题,然后交给老师进行审核,并汇总在一起,在某自习课进行随机抽取试题比赛,某小组在本次实验竞赛中,抽到的试题为:

(1)利用20分度的游标卡尺测量长度如图所示,但该游标卡尺的游标尺前面部分刻度值被污渍覆盖看不清,该材料长度为_______cm.

(2)现有一多用电表,其欧姆挡的“0”刻度线与中值刻度线间刻度模糊, 若用该欧姆挡的×100Ω挡,经正确调零后,规范测量某一待测电阻R时,指针所指的位置与“0”刻度线和中值刻度线间的夹角相等,如图所示,则该待测电阻R=____Ω.

 

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劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图所示.置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U,A处粒子源产生的质子质量为m、电 荷量为+q,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的是

A. 质子被加速后的最大速度不可能超过Rf

B. 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比

C. 质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为

D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f该回旋加速器的最大动能不变

 

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