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如图所示,在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有...

如图所示,在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场,一质量为m,带电量为+q的粒子(重力不计)经过电场中坐标为(3L,L)的P点时的速度大小为V0.方向沿x轴负方向,然后以与x轴负方向成45°角进入磁场,最后从坐标原点O射出磁场求:

(1)匀强电场的场强E的大小;

(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(3)粒子从P点运动到原点O所用的时间.

 

(1) (2) (3) 【解析】 试题(1)当粒子从P点垂直进入电场后,做类平抛运动,再以与x轴成45°垂直进入匀强磁场后,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,接着从原点射出.由粒子在电场P点的速度可求出刚进入磁场的速度,再由动能定理可得电场强度.(2)从而由类平抛运动与圆周运动结合几何关系可求出圆弧对应的半径,因此可算出磁感应强度.(3)同时由周期公式及运动学公式可求出粒子从P点到O点的时间. 粒子在电场中经过点P后,做类平抛运动,进入磁场中做匀速圆周运动,从O点射出,则其运动轨迹如图所示. (1)设粒子在O点时的速度大小为v,OQ段为圆周,PQ段为抛物线.根据对称性可知,粒子在Q点时的速度大小也为v,方向与x轴正方向成45°角,可得 解得 在粒子从P运动到Q的过程中,由动能定理得,解得 在匀强电场由P到Q的过程中,水平方向的位移为 竖直方向的位移为 可得 由故粒子在QO段圆周运动的半径及得. (3)在Q点时, 设粒子从P到Q所用时间为,在竖直方向上有: 粒子从Q点运动到O所用的时间为 则粒子从O点运动到P点所用的时间为:  
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如图所示,在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E,在x轴的下方等腰三角形CDM区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,其中CD点在x轴上,M点在y轴上,M点到原点O的距离为hθ=37°,在y轴上的P点有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,不计带电粒子的重力与空气阻力。

1)若带电粒子在P点以沿x轴正方向的初速度v0出发,恰好经过D点,求P点到O点的距离h1

2)若带电粒子从P点由静止释放,进入三角形磁场区域后垂直于三角形区域的CM腰射出,求P点到O点的距离h2

 

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如图所示,水平导轨间距为L=0.5m,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量m=1kg,电阻R0=0.9Ω,与导轨接触良好;电源电动势E=15V,内阻r=0.1Ω,电阻R=4Ω;外加匀强磁场的磁感应强度B=4T,方向垂直于ab,与导轨平面成α=53°角;ab与导轨间动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度g=10m/s2ab处于静止状态.已知sin53°=0.8cos53°=0.6.求:

1)通过ab的电流大小和方向.

2ab受到的安培力大小和方向.

3)重物重力G的取值范围.

 

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质量m=0.1g的小物块,带有5×10-4C的电荷,放在图示倾角为30°的光滑绝缘固定斜面顶端,整个斜面置于B=1T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.物块由静止开始下滑,到某一位置离开斜面(设斜面足够长,g10m/s2).求:

1)物块带何种电荷?

2)物块离开斜面时的速度是多大?

3)物块在斜面上滑行的距离是多大?

 

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为了探究额定功率为4W、额定电压为4V的小灯泡消耗的功率与电压的关系,提供了如下的实验器材:

A.电压表V1015V,内阻15kΩ      

B.电压表V202V,内阻2kΩ

C.电流表A01A,内阻约

D.定值电阻R1=16kΩ

E.定值电阻R2=2kΩ

F.滑动变阻器R15Ω2A

G.学生电源(直流6V,内阻不计)

H.开关、导线若干

1)为了减小实验误差,电压表应选用______,定值电阻应选用______(均用序号字母填写);

2)在探究功率与电压的关系时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,在图中画出满足要求的电路图;

________

3)根据设计的电路图,写出电压表读数UV与小灯泡两端电压U的关系_________.若小灯泡的电功率为P,则关系图线可能正确的是__________

A.B.C.D.

 

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如图1,用螺旋测微器测金属棒直径为______ mm;如图220分度游标卡尺测金属棒长度为______ cm

2)用多用电表粗测金属棒的阻值:当用“×100”挡时发现指针偏转角度过小,他应该换用______ 挡(填“×10”“×1K”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图3所示,则金属棒的阻值约为______ Ω

 

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