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如图所示的xoy坐标系中,在第I象限内存在沿y轴负向的匀强电场,第IV象限内存在...

如图所示的xoy坐标系中,在第I象限内存在沿y轴负向的匀强电场,第IV象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场.一个比荷q/m=102c/kg的带正电粒子从y轴上的P点垂直进入匀强电场,经过x轴上的Q点以速度v=2m/s进入磁场,方向与x轴正向成30°.若粒子在磁场中运动后恰好能再回到电场,已知OQL=6m,粒子的重力不计,电场强度E和磁感应强度B大小均未知.求

(1)OP的距离

(2)磁感应强度B的大小

(3)若在O点右侧44m处放置一平行于y轴的挡板,粒子能击中挡板并被吸收,求粒子从P点进入电场到击中挡板的时间.

 

(1) (2) B=5×10-3T (3) 【解析】 (1)粒子在电场中做类平抛运动,根据平行四边形定则求出粒子在沿电场方向和垂直电场方向上的速度,结合运动学公式求出OP间的距离; (2)粒子恰好能再回到电场,结合几何关系求出临界半径,结合半径公式求出磁感应强度的大小; (3)根据几何关系求出一个周期内在x轴上发生的距离,确定出粒子能完成周期运动的次数.结合在电场中和磁场中运动的时间,以及最后2L内的时间求出粒子从P点进入电场到击中挡板的时间. (1) 粒子在Q点进入磁场时,vx=vcos30°, vy=vsin30°, 粒子从P点运动到Q点时间 t=L/vx OP间距离 解得:; (2) 粒子恰好能回到电场,即粒子在磁场中轨迹的左侧恰好与y轴相切,设半径为R R+Rsin30°=L 联立解得:B=5×10-3T ; (3) 粒子在电场和磁场中做周期性运动,轨迹如图 一个周期运动过程中,在x轴上发生的距离为 △L=L+L-2Rsin30°=8m P点到挡板的距离为44m,所以粒子能完成5个周期的运动,然后在电场中沿x轴运动4m时击中挡板. 5个周期的运动中,在电场中的时间为 磁场中运动的时间 剩余中的运动时间 总时间 .
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如图所示,电源电动势有E=12V,内阻r=0.5Ω“10V20W”的灯泡L与直流电动机M并联在电源两极间,灯泡恰能正常发光,已知电动机线圈的电阻为RM=1Ω,求:

1)流过内阻的电流为多少?

2)电动机的输出功率为多少?

3)电源的效率为多少?

 

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如图甲是一理想变压器的电路连接图,图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象,已知原、副线圈的匝数比为10∶1,电流表A2的示数为2 A,开关S断开,求:

(1)变压器的输入功率和电压表的示数;

(2)将开关S闭合,定性分析电路中三只电表的示数变化情况.

 

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为研究某一蓄电池组,某兴趣小组将一块旧的电池组充满电,准备利用下列器材测量电池组的电动势和内电阻。

A.待测电池组,电动势约为4V,内阻约几欧姆

B.直流电压表V1V2(量程均可满足要求,均可视为理想电表)

C.定值电阻R0(未知)

D.滑动变阻器R,最大阻值Rp(已知)

E.导线和开关

(1)现利用以上器材,设计一个电路如图所示,完成对待测电池组的电动势和内阻的测量。

(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R0,方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rp,再闭合开关,电压表V1V2的读数分别为U10U20,则R0=____(用U10U20Rp表示)。

(3)实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表VlV2的多组数据UlU2,描绘出Ul-U2图象(横轴为U2),图线斜率绝对值为k,与横轴的截距值为a,则电池组的电动势E=____,内阻r=___(用kaR0表示)。

(4)经测量得到该电池组的电动势为E=4.0V,内阻r=1.5Ω,现用该电池组与定值电阻R1=1.0Ω串联,然后与两个相同的灯泡构成如图所示的电路,灯泡的伏安特性曲线如图所示,试用作图法求出:每个灯泡的实际功率为____W(结果保留两位小数)。

 

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一般情况下,金属导体的电阻会随着温度改变而改变.某同学为研究一小灯泡灯丝电阻与温度的关系,设计并完成了有关的实验.实验中用到了下列器材:待测小灯泡、15V直流稳压电源、滑动变阻器(最大阻值为30Ω,最大允许电流为1.0A)、电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)、电流表(量程0~0.6A,内阻约0.13Ω)、开关一只及导线若干.实验中调节滑动变阻器,小灯泡两端的电压可以从0V至额定电压范围内变化,从而测出小灯泡在不同电压下的电流压,得到了下表中的实验数据:

(1)请在方框内画出为完成上述实验而设计的合理的电路图_______

(2)通过所测的数据可知,小灯泡的电阻随其两端所加电压的升高而______(选填增大保持不变减小).从而得到了灯丝电阻随温度变化的规律.

(3)该小灯泡正常工作时的电阻值约为_______Ω(保留2位有效数字).

 

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如图所示在倾角为的光滑轨道上质量为的金属杆垂直轨道放置,轨道间距为.接通电源,金属杆中通过的电流为.当加上垂直于金属杆的某一方向的匀强磁场后处于静止状态则所加磁场的磁感应强度的大小可能是

A.     B.

C.     D.

 

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