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如图所示,位于竖直平面内的坐标系xoy,在其第三象限空间有沿水平方向的、垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T,还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E=2N/C.在其第一象限空间有沿y轴负方向的、场强大小也为E的匀强电场,并在y>h=0.4m的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场.一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度,恰好能沿PO作直线运动(POx轴负方向的夹角为),并从原点O进入第一象限.已知重力加速度为g=10m/s,问:

1)油滴的电性;

2)油滴在P点得到的初速度大小;

3)油滴在第一象限运动的时间和离开第一象限处的坐标值。

 

(1)负电荷 (2)(3) 【解析】(1)分析油滴受力可以判知要使油滴做匀速直线运动,油滴应带负电.受力如图: (2)油滴在垂直直线方向上应用平衡条件得:qvB=2Eqcos45°, 所以v=4m/s; (3)进入第一象限,由于重力等于电场力,在电场中做匀速直线运动,在混合场中做匀速圆周运动,路径如上图,由O到A匀速运动的位移为: s1==h 运动时间为:   联立解得:t1=0.1s 进入混合场后圆周运动的周期为:   由A运动到C的时间为:t2=T 由运动的对称性可知从C到N的时间为t3=t1=0.1s 在第一象限内运动 的总时间为t=t1+t2+t3=0.82s 油滴在磁场中做匀速圆周运动:qvB=m  图中ON的长度及离开第一象限的X坐标:x=2(s1cos45°+rcos45°) 联立得:x=4.0m        所以油滴离开第一象限时的坐标为(4.0m,0);
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如图所示,在y轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B = 0.20T。有一质子以速度v = 2.0×106m/s,从x轴上的A点(10cm0)沿与x轴正方向成30°斜向上射入磁场。质子质量取m = 1.6×10-27kg,电量q = 1.6×10-19C,质子重力不计。求:

1质子在磁场中做圆周运动的半径;

2质子在磁场中运动所经历的时间.

 

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如图,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体棒ab的质量m = 0.2kg、电阻R = 0.5Ω,匀强磁场的磁感应强度B = 0.2T,方向垂直框架向上。现用F = 1N的外力由静止开始向右拉ab棒,当ab棒的速度达到2m/s时,求:

(1)ab棒产生的感应电动势的大小;

(2)ab棒所受的安培力;

(3)ab棒的加速度。

 

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如图所示,横截面积为S = 0.10m2,匝数为N = 120匝的闭合线圈放在平行于线圈轴线的匀强磁场中,该匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。线圈电阻为r = 1.2Ω,电阻R = 4.8Ω。求:

1线圈中的感应电动势;

2t1 = 0t2 = 0.30s时间内,通过电阻R的电荷量q

3t1 = 0t2 = 0.30s时间内,电阻R的焦耳热。

 

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如图所示,在水平向右的匀强电场中,用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m,带电荷量为q的小球,线的上端固定于O点.细线与竖直方向成30°角时静止释放小球,小球开始摆动,当摆到A点时速度为零,此时OA恰好处于水平状态,设整个过程中细线始终处于拉直状态,静电力常量为k,忽略空气阻力.求:

1)判断小球电性; 

2BA两点间的电势差UBA; 

3)匀强电场的场强E的大小.

 

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用如图所示电路,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:

a)电流表(量程0.6A3A

b)电压表(量程3V15V

c)定值电阻(阻值、额定功率5W)

d)滑动变阻器(阻值范围、额定电流2A

1要正确完成实验,电压表的量程应选择________V,电流表的量程应选择________A

2在实验中测得多组电压和电流值,得到如下图所示的U-I图线。由图可较准确地求出该电源电动势E=____________V;内阻r=____________ 。(结果保留两位有效数字)

 

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