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如图,粗糙绝缘竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平...

如图,粗糙绝缘竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为E,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑,到达C点时离开MN做曲线运动。AC两点间距离为h,重力加速度为g

1)求小滑块运动到C点时的速度大小

2)求小滑块从A点运动到C点过程中与粗糙平面摩擦产生的热量

3)若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置,当小滑块运动到D点时撤去磁场,此后小滑块继续运动到水平地面上的P点。已知小滑块在D点时的速度大小为,从D点运动到P点的时间为t,求小滑块运动到P点时的动能大小。

 

(1) (2) (3) 【解析】 (1)由题意知,当洛伦兹力等于电场力时滑块即将离开竖直平面MN, ① 解得: ② (2)从A到C根据能量守恒: ③ 解得: ④ (3)设重力与电场力的合力为F,由图意知,在D点速度的方向与F的方向垂直,从D到P做类平抛运动,在力F方向上,带电小滑块做匀加速度运动: ⑤ 垂直方向的位移: ⑥ 根据动能定理: ⑦ ⑧ 联立解得: ⑨  
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考点分析:
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如图所示,直径分别为D2D的同心圆处于同一竖直面内,O为圆心,GH为大圆的水平直径.两圆之间的环形区域(Ⅰ)和小圆内部(Ⅱ)均存在垂直圆面向里的匀强磁场.间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场,上极板开有一小孔.一质量为m、电荷量为+q的粒子由小孔下方处静止释放,加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场,由H点紧靠大圆内侧射入磁场.不计粒子的重力.

(1)求极板间电场强度的大小;

(2)若粒子运动轨迹与小圆相切,求区磁感应强度的大小.

 

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如图甲所示,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一质量为m=0.1kg、带电荷量为的小物块处于静止状态,小物块与地面间的摩擦因数.t=0时刻开始,空间上加如图乙所示的电场。

12s末小物块的速度大小;

20-4s小物块电势能的减少量。

 

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如图所示,导体杆ab的质量为kg,电阻为,放置在与水平面成角的光滑倾斜金属导轨上,导轨间距为0.5m且电阻不计,系统处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为0.2T,电源内阻为,通电后杆能静止于导轨上,g10m/s2

求:

1)电源电动势E

2)若突然将磁场反向,求反向后瞬间导体杆的加速度。(不计磁场反向引起的电磁感应效应)

 

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物理兴趣小组同学在测两节干电池串联时的电动势和内阻时所用器材如下:

A.两节干电池串联:电动势约为3 V,内阻约为1 Ω

B.电压表V:量程0~3 V,内阻为几千欧;

C.电流表A:量程0~100 mA,内阻为4.5 Ω

D.标准电阻R00.5 Ω

E.滑动变阻器R0~20 Ω

F.开关、导线若干。

(1)该小组同学设计如下图甲所示的电路图,请依据电路图用笔画线在图乙中将实物图连接完整____________

(2)实验中,该小组闭合开关,调节滑动变阻器,多次测量得出多组电压表示数U和电流表示数I,通过描点画出电源的U-I图象如图丙所示,则该电源的电动势E=_____________V、内阻r=_____________Ω(结果均保留两位小数) 

3)由于电表内阻的影响,所以该电源的电动势测量值__________真实值,内电阻的测量值___________真实值。(以上两空选填大于等于小于

 

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在学习安培力后,某学习小组利用安培力与磁感应强度的关系测定磁极间的磁感应强度,实验装置如图所示,步骤如下:

①在弹簧测力计下端挂一n匝矩形线圈,将矩形线圈的短边完全置于U形磁铁NS极之间的磁场中,则应使矩形线圈所在的平面与NS极的连线_____________

②在电路未接通时,记录线圈静止时弹簧测力计的读数

③接通电路开关,调节滑动变阻器使电流表读数为I,记录线圈静止时弹簧测力计的读数,则线圈所受安培力为______________

④用刻度尺测出矩形线圈短边的长度L;利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度_____________

 

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