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在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于...

在平面直角坐标系xOy中,第象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求

1MN两点间的电势差UMN

2)粒子在磁场中运动的轨道半径r

3)粒子从M点运动到P点的总时间t

 

1)UMN=(2)r=(3) t= 【解析】 (1)设粒子过N点时的速度为v,有 v=2v0 粒子从M点运动到N点的过程,有 (2)粒子在磁场中以O′为圆心做匀速圆周运动,半径为O′N,有 (3)由几何关系得ON=rsinθ 设粒子在电场中运动的时间为t1,有ON=v0t1 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 设粒子在磁场中运动的时间为t2,有 t=t1+t2  
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考点分析:
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如图所示,内圆半径为r、外圆半径为3r的圆环区域内有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。圆环左侧的平行板电容器两板间有加速电场,靠近M板处静止释放质量为m、电荷量为q的正离子,经过电场加速后从N板小孔射出,并沿圆环直径方向射入磁场,不计离子的重力,忽略平行板外的电场。要使离子不进入内圆区域,求加速电压U的取值范围。

 

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如图所示,两条足够长的光滑平行金属导轨(电阻不计)相距为L=0.5mMNPQ与水平面的夹角为α=53˚NQ两点间接有阻值为R=0.4Ω的电阻,在导轨间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度B=1T。现将一质量为m=0.5kg,有效电阻为r=0.1Ω的金属杆ab放在轨道上,且与两轨道垂直,然后由静止释放

(1)导体棒能达到的最大速度是多少?

(2)导体棒由静止开始沿导轨下滑到刚好达到最大速度的过程中,电阻R上产生的焦耳热量等于3.2J,则这个过程中导体棒ab的位移?(g=10 m/s2sin53°=0.8)

 

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在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n = 1500匝,横截面积S = 20cm2。螺线管导线电阻r = 1.0ΩR1 = 4.0ΩR2 = 5.0ΩC=30μF。在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。

(1)求螺线管中产生的感应电动势;

(2)闭合S,电路中的电流稳定后,求电阻R1的电功率;

(3)S断开后,求流经R2的电量。

 

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发光二极管在生产和生活中得到了广泛应用。图甲是一种发光二极管的实物图,正常使用时,带号的一端接高电势,带号的一端接低电势。某同学想描绘它的伏安特性曲线,实验测得它两端电压U和通过它电流I的数据如下表所示:

U/V

0

0. 40

0.80

1.20

1.60

2.00

2.40

2.80

I/mA

0

0.9

2.3

4.3

6.8

12.0

19.0

30.0

 

(1)实验室提供的器材如下:

A.电压表(量程0-3V,内阻约10kΩ)    B.电压表(量程0-15V,内阻约25 kΩ)

C.电流表(量程0-50mA,内阻约50Ω)   D.电流表(量程0-0.6A,内阻约1Ω)

E.滑动变阻器(阻值范围0-10Ω,允许最大电流3A)

F.电源(电动势6V,内阻不计)         G.开关,导线

该同学做实验时,电压表选用的是________,电流表选用的是________(填选项字母)。

(2)请在图乙中以笔划线代替导线,按实验要求将实物图中的连线补充完整________

(3)根据表中数据,在图丙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线_______

(4)若此发光二极管的最佳工作电流为10mA,现将此发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连,还需串联一个阻值R=_______Ω的电阻,才能使它工作在最佳状态 (结果保留三位有效数字)

 

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如图所示的电路为欧姆表内部电路图电源电动势E=6.0V,内阻r=2.0,电流表满偏电流IR=0.6A,电流表电阻RA=0.5,AB为接线柱

(1)欧姆调零时用一段导线把AB直接连起来,此时应把可变电阻R1调节为_____

(2)调零后保持R1的值不变,AB间接入一个电阻为10的定值电阻R2,此时电流表的指针指在_______A刻度的位置

(3)保持R1阻值不变,把可变电阻Rx接在AB之间,则电流表读数IxRx的关系式是________

 

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