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如图所示,二块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧区...

如图所示,二块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴.调节电源电压至U,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动,进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的M点.

1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量;

2)求磁感应强度B的值;

3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间位置.为了使墨滴仍能到达下板M点应将磁感应强度调至B',则B'的大小为多少?

 

(1)墨滴带负电(2)(3) 【解析】 (1)墨滴在电场区域做匀速直线运动,有:① 由①式得,q=. ② 由于电场方向向下,电荷所受的电场力方向向上,可知墨滴带负电荷. ③ (2)墨滴垂直进入电磁场共存区域,重力仍与电场力平衡,合力等于洛伦兹力,墨滴做匀速圆周运动,有: ④ 考虑墨滴进入磁场和撞板的几何关系,可知墨滴在该区域恰好完成四分之一圆周运动,则半径R=d ⑤ 由②④⑤式得,B=.⑥ (3)根据题设,墨滴的运动轨迹如图,设圆周运动的半径为R′,有: ⑦ 由图示可得,⑧ 得,⑨ 联立②⑦⑨式可得,. 答:(1)墨滴带负电,电量为. (2)磁感应强度B=. (3)B’的大小为.
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考点分析:
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如图所示,MNPQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为l,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,二者平滑连接,右端接一个阻值为R的定值电阻.平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场.质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放,到达磁场右边界处恰好停止.已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好.重力加速度为g,在金属棒穿过磁场区域的过程中.求:

1)电阻R上的最大电流;

2)通过金属棒的电荷量;

3)金属棒产生的焦耳热.

 

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回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒内的狭缝中形成匀强电场,使粒子每次穿过狭缝时都得到加速,两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,粒子源置于盒的圆心附近,若粒子源射出的粒子电荷量为q,质量为m,粒子最大回旋半径为R.忽略粒子在电场中运动的时间.求:

1)所加交变电流的频率f

2)粒子离开加速器时的最大速度v

3)若加速的电压为U,求粒子达到最大速度被加速的次数n

 

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如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源,现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨 电阻不计,g10m/s2(已知sin37°=0.60cos37°=0.80).求:

1)通过导体棒的电流; 

2)导体棒受到的安培力大小;

3)导体棒受到的摩擦力.

 

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如图所示,匝数n100匝、截面积S0.2 m2、电阻r0.5 Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内,磁感应强度随时间按B0.60.02t(T)的规律变化.处于磁场外的电阻R13.5 ΩR26 Ω,电容C30 μF,开关S始终闭合.求:

1)线圈两端MN两点间的电压U

2)电容器所带的电荷量Q

 

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如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,正方形单匝线框从左边界由静止开始匀加速穿过磁场区域,线圈的边长和磁场的宽度相等。从线框cd边刚进磁场开始计时,逆时针方向为电流的正方向,线框中的感应电流i、电功率P随时间t的变化图象可能正确的是  

A.  B.  C.  D.

 

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