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如图所示,平行板之间存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0...

如图所示,平行板之间存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B10.20 T,方向垂直纸面向里,电场强度E11.0×105 V/mPQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘的xOy坐标系的第一象限内有一边界线OA,与y轴正方向间的夹角为45°,边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B20.25 T,边界线的下方有水平向右的匀强电场E2.一束电荷量q8.0×1019 C、质量m8.0×1026 kg的带正电粒子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(00.4m)的Q点垂直y轴射入磁场区,最后打到x轴上的C点.已知C的横坐标为xC0.6 m,求:

1)粒子在平行板间运动的速度v大小;

2)粒子进入电场时速度的方向和电场强度E2的大小;

3)现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度的大小,使粒子都不能打到x轴上,磁感应强度的大小B2应满足什么条件?

 

(1)5.0×105 m/s(2)5.0×105 V/m(3)B2′ ≥0.3 T 【解析】 (1)设粒子的速度大小为v,粒子沿中线PQ做直线运动,则 qE1=qvB1 解得v=5.0×105 m/s (2)粒子在磁场中运动时,根据qvB2=m,可得运动半径r=0.2 m; 作出粒子的运动轨迹,交OA边界于N,如图甲所示,粒子垂直电场线进入电场粒子在电场中做类平抛运动: y=OO1=vt,s=at2,a= 解得:E2=5.0×105 V/m (3)如图乙所示,由几何关系可知,粒子不能打到x轴上时最大轨迹半径为: r′=m 根据洛伦兹力提供向心力有:qvB0=m 解得:B0=T ≈0.3T 若粒子都不能打到x轴上,则磁感应强度大小B2′ ≥0.3 T  
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轻质细线吊着一边长为L0.8 m、匝数n10的正方形线圈,总电阻为r1 Ω.边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示,磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化关系为:B=1+0.5t(如图乙所示),2s时细线开始松弛,取g10 m/s2.求:

1)刚开始时线圈产生的电动势E大小及电流方向;

22s内通过线圈的电荷量q

3)线圈质量m

 

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如图所示,MN是磁感强度为B的磁场边界,一带电量为q2.0×10-9C,质量为m=1.8×10-16kg的粒子,在MNO点沿与MN30°角方向进入磁场,经历t1.5×10-6s后到达MN上另一点P.重力不计,取π=3,求:

1)此粒子是带正电还是负电;

2)粒子从进入磁场到穿出磁场时速度的偏向角Δφ

3)磁感强度B

 

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如图所示的电路中,电阻R1=9ΩR2=15ΩR3=30Ω,电源内电阻r=1Ω,闭合开关S,理想电流表的示数I2=0.4A.求:

1)电阻R3两端的电压U3

2)流过电阻R1的电流I1的大小;

3)电源的总功率P

 

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导电玻璃是制造LCD的主要材料之一,为测量导电玻璃的电阻率,某小组同学选取长度L=20.00 cm、截面积为6.0×10-7m2的圆柱体导电玻璃进行实验,用欧姆表粗测该导电玻璃的电阻Rx,发现其电阻约为13.0 Ω

1)为精确测量Rx的阻值,该小组设计了如图甲所示的实验电路,可供使用的主要器材如下:

电源E(电动势为4.5 V,内阻约1 Ω);

电阻箱R0(阻值0~999.9 Ω);

电流表A1(量程0~200 mA,内阻约1.5 Ω);

电流表A2(量程0~3 A,内阻约0.5 Ω);

滑动变阻器R1(阻值范围0~1 kΩ);

滑动变阻器R2(阻值范围0~20 Ω.

电流表应选用____,滑动变阻器应选用____.(填器材代号)

该小组进行了如下操作:

A.将滑动变阻器的滑片移到最右端,将S1拨到位置1,闭合S2,调节滑动变电阻R,调到合适位置时读出电流表的示数I

B.将S1拨到位置2,调节电阻箱的阻值,当电流表的读数为____时,不再改变,此时电阻箱的数值如图乙所示,可求得导电玻璃的电阻为Rx=____Ω

2)由以上实验可求得该导电玻璃的电阻率ρ=___Ω·m.

 

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某同学欲测量一电容器的电容,他采用高电阻放电法来测量,电路图如图甲所示.其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q,从而求出其电容C.该实验的操作步骤如下:

1)先判断电容器的好坏,使用万用表的电阻挡进行测量,观察到万用表指针向右偏转较大角度,又逐渐返回到起始位置,此现象说明电容器是____(选填“好”、“坏”)的;

2)按如图甲所示电路原理图连接好实验电路,将开关S接通____(选填“1”、“2”),对电容器进行充电,调节可变电阻R的阻值,再将开关S接通另一端,让电容器放电,观察微安表的读数,直到微安表的初始指针接近满刻度;

3)此时让电容器先充电,记下这时的电压表读数U0=2.9V,再放电,并同时开始计时,每隔5 s10 s读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中。根据表格中的12组数据,以t为横坐标,i为纵坐标,在乙图所示的坐标纸上描点(图中用“×”表示),请在图上作出电流i与时间t的曲线______;

4)根据以上实验结果和图象,算出该电容器的电容约为____F(结果保留两位有效数字).

 

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