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如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场:垂直...

如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场:垂直纸面向外的匀强磁场I、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ,OMPQ为磁场边界和x轴的交点,OM=MP=L,在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场,一质量为m、带电荷量为+q的粒子从电场中坐标为(-2L-L)的点以速度v0沿x轴正方向射出,恰好经过原点O处射入区域I又从M点射出区域I(粒子的重力忽略不计)。

1)求第三象限匀强电场场强E的大小;

2)求区域I内匀强磁场磁感应强度B的大小;

3)若带电粒子能再次回到原点O,则区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少?

 

(1);(2);(3)(+1)L 【解析】 (1)由题意可知带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,则:水平方向:2L=v0t;竖直方向:L=at2;另有:qE=ma,联立解得第三象限匀强电场的场强:E=。 (2)设粒子运动到原点时竖直方向的分速度为vy,则:vy=t==v0,则粒子进入磁场I时速度大小为:v==v0,==1,即速度方向与x轴正方向成45°角,粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动,由几何知识可得轨迹半径为R1=L,由洛伦兹力提供向心力,则有:Bqv=m,可解得区域I内匀强磁场磁感应强度B==。 (3)粒子运动轨迹如图,在区域Ⅱ做匀速圆周运动的半径为R2==L,带电粒子能再次回到原点的条件是区域Ⅱ的宽度dR2+L=(+1)L。  
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考点分析:
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如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,固定有半径分别为L2L的两个水平同心圆导轨。L形棒OCA是由绝缘木棒OC与金属棒CA固定在一起的,OCCA,棒AC绕圆心C以角速度ω顺时针匀速转动,棒AC始终与圆轨道接触良好。间距为L且足够长的两个固定平行导轨D1E1D2E2与水平面的夹角均为θ,处于磁感应强度大小为2B、方向与D1E1E2D2平面垂直向上的匀强磁场中,D1E1D2E2分别用电刷(未画出)与大、小圆轨道连接。质量为m、长为L的金属棒XY放在D1E1D2E2上。已知XY棒的电阻为r,棒AC接入电路的阻值为r,滑动变阻器R的最大阻值为3r,其它电阻不计,一切摩擦和空气阻力均不计,重力加速度为g

1)求棒CA产生的感应电动势E

2)若开关S1闭合,S2断开,求滑动变阻器的最大功率Pm

3)若开关S1断开,S2闭合,棒XY由静止释放,始终与导轨垂直且接触良好,求棒XY下滑过程中的最大速度Vm以及某段时间Δt(很短)内通过棒XY某一横截面的最大电荷量qm

 

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如图所示,从A点以v0的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入固定光滑圆弧轨道BC,圆弧轨道C端切线水平,BC所对的圆心角θ=370.小物块过圆弧轨道C后,滑上与圆弧轨道连为一体的光滑水平板,板的右端与水平面顺时针匀速转动的传送带左端E点等高并靠拢.已知A、B两点距C点的高度分别为H=1.0m、h=0.55m,水平面传送带长为L=9m,物块与水平面传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,传送带传送速度为v=4m/s,g=10m/s2,.sin370=0.6cos370=0.8求:

(1)小物块从A点水平抛出的速度v0大小;

(2)小物块在传送带上运动的时间t及小物块与传送带之间由于摩擦而产生的热量Q

 

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如图所示,AB两车相距x=8m时,A车正以vA=5m/s的速度向右匀速运动,而B车此时正以vB=12m/s的初速度向右匀减速运动,加速度a=-2m/s2,求:

1AB两车何时速度相等;

2A追上B所经历的时间。

 

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在练习使用多用电表的实验中,

1)某同学使用多用电表的欧姆档粗略测量一定值电阻的阻值Rx,先把选择开关旋到“×10”挡位,测量时指针偏转如图所示。以下是接下来的测量过程:

a.将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,然后断开两表笔

b.旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”档),并拔出两表笔

c.将选择开关旋到“×1”挡

d.将选择开关旋到“×100”挡

e.将选择开关旋到“×1k ”挡

f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值Rx,断开两表笔

以上实验步骤中的正确顺序是________(填写步骤前的字母)。

2)重新测量后,指针位于如图所示位置,被测电阻的测量值为____Ω。

3)如图所示为欧姆表表头,已知电流计的量程为Ig=100μA,电池电动势为E=1.5V,则该欧姆表的表盘上30μA刻度线对应的电阻值是____

4)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值Ry,采用如图所示的电路。电源电压U恒定,电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。

①用多用电表测电路中的电流,则与a点相连的是多用电表的____(选填“红”或“黑”)表笔。

②闭合电键,多次改变电阻箱阻值R,记录相应的R和多用电表读数I,得到的关系如图所示。不计此时多用电表的内阻。则Ry___Ω,电源电压U___V

 

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某同学利用图示装置,验证以下两个规律:

①两物块通过不可伸长的细绳相连接,沿绳方向分速度大小相等;

②系统机械能守恒。

  PQR是三个完全相同的物块,PQ用细绳连接,放在水平气垫导轨上。物块R与轻质滑轮连接,放在细绳正中间,三个光电门分别放置于abc处,调整三个光电门的位置,能实现同时遮光。最初细线水平,现将三个物块由静止释放。(忽略R上的挡光片到轻质滑轮间的距离)

1)为了能完成实验目的,除了记录PQR三个遮光片的遮光时间t1t2t3外,还必需测量的物理量有__________

APQR的质量M                B.两个定滑轮间的距离d

CR的遮光片到c的距离H           D.遮光片的宽度x

2)根据装置可以分析出PQ的速度大小相等,则验证表达式为_______________

3)若要验证物块R沿绳方向分速度与物块P速度大小相等,则验证表达式为_______________

4)若已知当地重力加速度g,则验证系统机械能守恒的表达式为_________________________

 

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