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如图所示,在真空室中平面直角坐标系的y轴竖直向上,x轴上的P点与Q点关于坐标原点...

如图所示,在真空室中平面直角坐标系的y轴竖直向上,x轴上的P点与Q点关于坐标原点O对称,PQ间的距离d=30cm。坐标系所在空间存在一个垂直于xOy平面的圆形有界匀强磁场,一带电粒子在xOy平面内,从P点与x轴成30°的夹角射出,该粒子将做匀速直线运动,已知带电粒子以速度v=2.0m/s射出,质量m=10×10-27kg,所带电荷量q=1.0×10-19C,使带电粒子通过Q点,且其运动轨迹关于y轴对称。已知磁场的磁感应强度大小为B=2.0×10-7T(不计带电粒子重力)求:

1)油滴在磁场中运动的时间t

2)圆形磁场区域的最小面积S

 

(1) (2) 【解析】带电粒子进入匀强磁场,其轨迹如图所示, 设其做匀速圆周运动设圆周运动的半径为R、运动周期为T、粒子在磁场中运动的时间为t,根据牛顿第二定律: 解得: 所以 设带电粒子从M点进入磁场,从N点射出磁场,由于粒子的运动轨迹关于y轴对称,如图所示,根据几何关系可知∠MO'N=60°, 所以,带电油滴在磁场中运动的时间 (3)连接MN,当MN为圆形磁场的直径时,圆形磁场面积最小,如图所示.根据几何关系圆形磁场的半径r=Rsin30°=0.05m 其面积为:S=πr2=0.0025πm2=7.9×10-3m2.
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考点分析:
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如右图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m,质量为6×102kg的通电直导线,电流强度I1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T,方向竖直向上的磁场中,设t0时,B0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g10 m/s2)

 

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图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力,来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的U形金属框,其底边水平,两侧边竖直且等长;E为直流电源;R为电阻箱;A为电流表;S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。

完成下列主要实验步骤中的填空:

1按图接线。

保持开关S断开,在托盘内加入适量细沙,使D处于平衡状态;然后用天平称出细沙质量m1

闭合开关S,调节R的值使电流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使D________;然后读出________,并用天平称出此时细沙的质量m2

用米尺测量D的底边长度L

(2)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小,可以得出B________

(3)判定磁感应强度方向的方法是:若________,磁感应强度方向垂直纸面向外;反之,磁感应强度方向垂直纸面向里。

 

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用以下器材测量待测电阻RX的阻值

A.待测电阻RX:阻值约为200Ω

B.电源E:电动势约为3.0V,内阻可忽略不计

C.电流表A1:量程为010mA,内电阻r1=20Ω

D.电流表A2:量程为020mA,内电阻约为r2≈8Ω

E.定值电阻R0:阻值R0=80Ω

F.滑动变阻器R1:最大阻值为10Ω

G.滑动变阻器R2:最大阻值为200Ω

H单刀单掷开关S,导线若干;

1)为了测量电阻RX,现有甲、乙、丙三位同学设计了以下的实验电路图,你认为正确的是_________________;(填

 

2)滑动变阻器应该选______;在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______端;(填ab

3)若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2。则RX的表达式为:RX=_________

 

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如图所示,为平行的虚线,上方和下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场, AB两点都在上。带电粒子从A点以初速斜向上射出,经过偏转后正好过B点,经过B点时速度方向也斜向上,不计重力。下列说法中正确的是(      )

A. 带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点的速度相同;

B. 若将带电粒子在A点时的初速度变大(方向不变),它仍能经过B点;

C. 若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与角斜向上,它就不一定经过B点;

D. 粒子一定带正电荷;

 

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如图所示,带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小车B上,两者均保持静止,置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,在t0时刻用水平恒力F向左推小车B.已知地面光滑,AB接触面粗糙,A所带电荷量保持不变,下列四图中关于ABvt图象及AB之间摩擦力Ff—t图像大致正确的是  

 

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