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边长L=0.20m的正方形区域内存在匀强磁场和匀强电场,其电场强度为E=1×10...

边长L0.20m的正方形区域内存在匀强磁场和匀强电场,其电场强度为E1×104V/m,磁感强度B0.05T,磁场方向垂直纸面向里,当一束质荷比为5×10-8kg/C的正离子流,以一定的速度从电磁场的正方形区域的边界中点射入,离子流穿过电磁场区域而不发生偏转,如右图所示,不计正离子的重力,求:

1)电场强度的方向和离子流的速度大小

2)在离电磁场区域右边界D=0.4m处有与边界平行的平直荧光屏.若撤去电场,离子流击中屏上a点;若撤去磁场,离子流击中屏上b点,则ab间的距离是多少?.

 

(1)竖直向下;(2)1.34m 【解析】 (1)正离子经过正交场时竖直方向平衡,因洛伦兹力向上,可知电场力向下,则电场方向竖直向下; 由受力平衡得 离子流的速度 (2)撤去电场,离子在磁场中做匀速圆周运动,所需向心力由洛伦兹力提供,则有 故 离子离开磁场后做匀速直线运动,作出离子的运动轨迹如图一所示 图一 由几何关系可得,圆心角 若撤去磁场,离子在电场中做类平抛运动,离开电场后做匀速直线运动,运动轨迹如图二所示 图二 通过电场的时间 加速度 在电场中的偏移量 粒子恰好从电场右下角穿出电场,则 由几何关系得 a和b的距离 =1.34m  
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考点分析:
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如图所示,边长为L、匝数为n的正方形金属线框,它的质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的垂直纸面向内的匀强磁场中,线框的上一半处于磁场内,下一半处于磁场外,磁场大小随时间的变化规律为B=ktk0).已知细线能够承受的最大拉力为2mg

1)判断金属线框中感应电流的方向

2)求从计时开始,金属线框处于静止状态的时间

 

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在光滑绝缘的水平面上建有如图所示的平面直角坐标系Oxy,在二、三象限的yLy=-L区域中,存在平行于y轴且与y轴正向相反的匀强电场;在一、四象限的正方形区域abcd内存在竖直向下的匀强磁场,正方形的边长为2L,坐标原点Oab边的中点。一质量为m的绝缘不带电小球甲,以速度v0沿x轴正向做匀速运动,与静止在坐标原点的带正电小球乙发生弹性正碰(碰撞时间很短),乙球的质量为2m,带电量为q,碰撞前后电量保持不变,甲、乙两球均可视为质点,且mqLv0均为已知,

1)求碰撞后甲、乙两球的速度大小;

2)两球碰后,若乙球恰从d点离开磁场,求磁场的磁感应强度B的大小以及乙球在磁场中运动的时间;

3)要使两球能再次发生碰撞,求电场的场强E和磁场的磁感应强度B的大小应满足的关系。

 

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如图所示,水平光滑地面上,“L”形轨道的AB段为光滑半圆弧轨道,BC段为水平轨道,二者相切于B点,整个装置靠在竖直墙壁左侧,处于静止状态。一可视为质点的物块从C点水平滑上轨道,离开最高点A后落到水平轨道上,与轨道合为一体。已知物块质量m=0. 1kg,经过B点时动能Ek = 1.2J,到达最高点A时对轨道的压力为1N,轨道质量M=0.5kg,忽略空气阻力,取g=10m/s2。求:

1)半圆轨道的半径;

2)物块落到水平轨道上的落点到B的距离;

3)轨道与物块一起运动的共同速度。

 

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如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,小车的左端为半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道ABAB的最低点B与小车的上表面相切。现小车的左侧靠在竖直墙壁上,可视为质点的物块从A点正上方H=0.25m处无初速度下落,恰好落入小车圆弧轨道,并沿圆弧轨道滑下最终小车与物块一起运动。已知小车的质量为M=5kg,物块的质量为m=1kg,物块与小车水平部分间的动摩擦因数μ= 0.5,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失,重力加速度g=10m/s2。求:

1)物块到达圆弧轨道最低点B点时的速度vB的大小及轨道对它支持力FN的大小;

2)物块和小车最终速度v的大小及此过程产生的热量Q

3)物块最终距离B点的距离x

 

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如图所示,半径的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为=1.25m,现将一质量=0.2kg的小滑块从A点由静止释放,滑块沿圆弧轨道运动至B点以的速度水平飞出().求:

(1)小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功;

(2)小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小;

(3)小滑块着地时的速度大小.

 

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