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如图所示,在平面直角坐标系xoy的第一象限内有一边长为L的等腰直角三角形区域OP...

如图所示,在平面直角坐标系xoy的第一象限内有一边长为L的等腰直角三角形区域OPQ,三角形的O点恰为平面直角坐标系的坐标原点,该区域内有磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,第一象限中y L的其它区域内有大小为E、方向沿x轴正方向的匀强电场;一束电子(电荷量为e、质量为m)以大小不同的速度从坐标原点O沿y轴正方向射入匀强磁场区。则:

1)能够进入电场区域的电子的速度范围;

2)已知一个电子恰好从P点离开了磁场,求该电子的速度和由OP的运动时间;

3)若电子速度为,且能从x轴穿出电场,求电子穿过x轴的坐标。

 

(1)(2) (3) 【解析】 (1)通过Q点进入电场区域的电子速度最大,根据洛伦兹力等于向心力,求出最大速度; (2)恰好从P点离开了磁场,半径为L/2,画出运动轨迹,根据粒子在磁场中的运动周期和牛顿第二定律,分别求出在磁场和电场中的运动时间,求该电子由O到P的运动时间; (3)只有当电子第一次从电场返回磁场且不从OP和PQ两边离开磁场时,电子才有可能经电场偏转通过x轴。画出运动轨迹,找出第二次进入电场的位置,根据牛顿第二定律和位移时间关系,求出电子穿过x轴的坐标。 (1)通过Q点进入电场区域的电子速度最大,其半径r1=L 能够进入电场区域的电子的速度范围是0
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考点分析:
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如图所示,两根互相平行的金属导轨MN、PQ水平放置,相距d=1m、且足够长、不计电阻。AC、BD区域光滑,其它区域粗糙且动摩擦因数μ=0.2,并在AB的左侧和CD的右侧存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=2T。在导轨中央放置着两根质量均为m=1kg,电阻均为R=2Ω的金属棒a、b,用一锁定装置将一弹簧压缩在金属棒a、b之间(弹簧与a、b不栓连),此时弹簧具有的弹性势能E=9J。现解除锁定,当弹簧恢复原长时,a、b棒刚好进入磁场,且b棒向右运动x=0.8m后停止,g10m/s2,求:

(1)a、b棒刚进入磁场时的速度大小;

(2)金属棒b刚进入磁场时的加速度大小

(3)整个运动过程中电路中产生的焦耳热。

 

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如图所示,光滑导轨MNPQ固定在竖直平面内,导轨间距为L,两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1R2。两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m的金属杆与导轨相互垂直且接触良好,从ab处由静止释放,若金属杆离开磁场前已做匀速运动,其余电阻均不计。重力加速度为g。求:

(1) 金属杆离开磁场时速度的大小;

(2) 金属杆穿过整个磁场过程中电阻R1上产生的电热。

 

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如图,两条间距为L的平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的电阻;一金属棒垂直放置在两导轨上;在MN左侧面积为S的圆形区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小B随时间t的变化关系为Bkt,式中k为常量,且k0;在MN右侧区域存在一与导轨垂直、磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。t0时刻,金属棒从MN处开始,在水平拉力F作用下以速度v0向右匀速运动。金属棒与导轨的电阻及摩擦均可忽略。则(  )

A.tt>0)时刻穿过回路的总磁通量为B0Lv0t

B.电阻R上的电流为恒定电流

C.在时间Δt内流过电阻的电荷量为Δt

D.金属棒所受的水平拉力F随时间均匀增大

 

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如图所示,电源电动势E3V,内阻不计,R1R2R3为定值电阻,阻值分别为0.5ΩR4R5为电阻箱,最大阻值均为99.9Ω,右侧竖直放置一个电容为1.5×103μF的理想平行板电容器,电容器板长0.2m,板间距为0.125m.一带电粒子以0.8m/s的速度沿平行板中线进入,恰好匀速通过,不计空气阻力,此时R4R5阻值分别为1.8Ω.下列说法正确的是(  )

A.此粒子带正电

B.带电粒子匀速穿过电容器时,电容器的电荷量为3×109C

C.欲使粒子向上偏转但又不打到电容器的上板,R4阻值不得超过5.7Ω

D.欲使粒子向下偏转但又不打到电容器的下板,R4阻值不得低于l.4Ω

 

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如图所示,成30°角的直线OAOB间(含OAOB线上)有一垂直纸面向里的匀强磁场,OA边界上的S点有一电子源,在纸面内向各个方向均匀发射速率相同的电子,电子在磁场中运动的半径为r、周期为T.已知从OB边界射出的电子在磁场中运动的最短时间为T/6,则下列说法正确的是

A.沿某一方向发射的电子,可能从O点射出

B.沿某一方向发射的电子,可能沿垂直于OB的方向射出

C.OA边界射出的电子在磁场中运动的最长时间为T/3

D.OB边界射出的电子在磁场中运动的最长时间为T/4

 

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:困难

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