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如图所示,宽度为d的匀强有界磁场,磁感应强度为B,MN和PQ是磁场左右的两条边界...

如图所示,宽度为d的匀强有界磁场,磁感应强度为BMNPQ是磁场左右的两条边界线,现有一质量为m,电荷量为q的带正电粒子沿图示方向垂直射入磁场中,θ=45o,要使粒子不能从右边界PQ射出,求粒子入射速率的最大值为多少?

 

【解析】 用放缩法作出带电粒子运动的轨迹,如图所示, 当其运动轨迹与PQ边界线相切于C点时,这就是具有最大入射速率vmax的粒子的轨迹,由图可知: R(1-cos45o)=d 又 Bqvmax=m 联立可得: vmax=  
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考点分析:
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如图所示,两平行边界线MNPQ之间存在一方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T;磁场左边界MN上有一个粒子源A,能够在磁场中沿纸面向任意方向射出比荷为的带正电的粒子,粒子速度大小均为。已知沿方向射出的粒子恰不会从磁场右边界PQ飞出,不计粒子重力。求:

(1)磁场宽度d

(2)磁场中有粒子经过的区域的面积S

(3)若磁感应强度随时间按图所示规律变化(以垂直纸面向里为正方向),粒子在磁 感应强度为的磁场中做匀速圆周运动的周期为T (T未知),要使t=0时刻从M 点沿AN方向射入磁场的粒子能从右边界上与QP角斜向上飞出磁场,求磁感应强度应满足的条件。

 

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如图所示,平行长直光滑金属导轨水平放置,间距为L导轨右端接有阻值为R的电阻,质量为m、电阻也为R的导体棒MN垂直放在导轨上且接触良好导轨间边长为L的正方形abcd内有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小按的规律随时间变化,从t=0时刻开始,MN在水平向右的恒力F作用下由静止开 始运动,t0时刻MN刚好进入磁场左边界,此时撤去拉力F,之后abed内的磁场保持与t0时刻的磁场相同,导体棒经过磁场历时,到达磁场右边界速度恰好为零.导轨的电阻不计求:

(1)t0时刻前电阻R中的电流大小I和方向;

(2)导体棒在磁场中运动时产生电动势的平均值

(3)导体棒运动全过程中电阻R上产生的焦耳热Q

 

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如图,某人用手抓住一个箱子静止在足够长的光滑水平面上,已知人的质量为4m,箱子质量为m.某时刻人以相对地面v0的速度向右推出箱子,箱子与右侧墙壁碰 撞后以的速度弹回,当人接到箱子后再以相对地面v0的速度向右推出箱子,如此反复,求:

(1)第一次推出箱子后人的速度大小v1

(2)若每次箱子与右侧墙壁碰撞过程所用时间为t,箱子所受墙壁的平均冲力的大小F

(3)试通过计算推断人第二次推出箱子后,能否再次接到与墙壁碰撞弹回的箱子。

 

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如图所示,用一小型交流发电机向远处用户供电,已知发电机线圈abcd匝数N=100匝,面积,线圈匀速转动的角速度,匀强磁场的磁感应强度输电时先用升压变压器将电压升高,到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用,输电导线的总电阻为,变压器都是理想变压器,降压变压器原、副线圈的匝数比为,若用户区标有“”的电动机恰能正常工作.发电机线圈电阻r不可忽略求:

(1)交流发电机产生电动势的最大值

(2)输电线路上损耗的电功率

(3)若升压变压器原、副线圈匝数比为,升压变压器原线圈两端的电压

 

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小明准备测绘标有“5V0.5A”小灯泡的伏安特性曲线,所用实验器材如下:

A.电源E(6V,内阻不计)

B.电压表V(5V,内阻约

C.电流表A0.6A,内阻约0.3

D.滑动变阻器R)

E.开关及导线若干

1)如图甲是实验器材的实物图,图中已连接了部分导线,请用笔画线代替导线完成图甲电路的连线______

2)开关S闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于___端(选填AB

3)实验中测出8组对应的数据,并在图乙坐标中描出相应的点,请在图乙中做出小灯泡的伏安特性曲线____

4)根据实验曲线可知,小灯泡的电阻随通过灯泡电流的增大而___填(增大不变减小);若将该灯泡与阻值为20的定值电阻串联后直接接在电源E上,灯泡的电功率约为___W

 

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