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如图所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/c,在y≥...

如图所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/c,在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T一带电量q= +0.2C、质量m=0.4kg的小球由长l=0.4m的细线悬挂于P点小球可视为质点,现将小球拉至水平位置A无初速释放,小球运动到悬点P正下方的坐标原点O时,悬线突然断裂,此后小球又恰好能通过O点正下方的N点,(g=10m/s2),求:

(1)小球运动到O点时的速度大小;

(2)悬线断裂前瞬间拉力的大小;

(3)ON间的距离

 

(1)2m/s (2) 8.2N (3)3.2m 【解析】 试题由A到O的过程,只有重力和电场力做功,根据动能定理即可求得O点的速度;小球由A到O的过程做圆周运动,在最低点,绳的拉力、洛伦兹力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律即可求得拉力大小;悬线断裂后,沿电场方向小球做匀减速直线运动,沿重力方向做自由落体运动,小球又恰好能通过O点正下方的N点,说明小球到达N点时,沿电场方向的速度为vo,从而可求的由O到N的时间,继而求出ON间的距离. (1)小球从A运到O的过程中,根据动能定理: 代入数据解得小球在O点速度为: (2)小球运到O点绳子断裂前瞬间,对小球应用牛顿第二定律: 洛伦兹力为: 联立代入数据解得: (3)绳断后,小球做匀变速曲线运动,可分解为水平方向匀变速和竖直方向自由落体运动. 所以,小球水平方向加速度大小为: 小球从O点运动至N点所用时间: 竖直方向ON间距离:
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如图所示,电源的电动势为10 V,内阻为1 Ω,R1=3 Ω,R2=6 Ω,C=30 μF求:

(1)闭合电键S,稳定后通过电阻R2的电流.

(2)再将电键S断开,再次稳定后通过电阻R1的电荷量.

 

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如图甲所示,热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0,电容器板长和板间距离均为L10 cm,下极板接地,电容器右端到荧光屏的距离也是L10 cm,在电容器极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示.(每个电子穿过平行板的时间都极短,可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求:

1)在t0.06 s时刻,电子打在荧光屏上的何处?

2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?

 

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如图甲所示,在水平方向的匀强电场中,用长为l的绝缘细线,拴住质量为m、带电量为q的小球,线的上端O固定,开始时将线和球拉成水平,松开后,小球由静止开始向下摆动,当摆过60°角时,速度又变为零.问:

1AB两点的电势差多大?

2)电场强度多大?

 

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测定金属导体的电阻率的实验中,待测金属导线的电阻Rx约为3 Ω.实验室备有下列实验器材

A.电压表V1(量程3 V,内阻约为15 kΩ

B.电压表V2(量程15 V,内阻约为75 kΩ

C.电流表A1(量程3 A,内阻约为0.2 Ω

D.电流表A2(量程600 mA,内阻约为1 Ω

E.变阻器R1010 Ω1.0 A

F.变阻器R20100 Ω0.3 A

G.电池E(电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω

H.开关S,导线若干

(1)提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有__

(2)为了减小实验误差,应选用图中__(填ab)为该实验的电路原理图,并按所选择的原理图把实物图用导线连接起来.____

(3)用刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm,用螺旋测微器测得导线的直径为0.635 mm,两电表的示数分别如图所示,则电阻值为__Ω,电阻率为__

 

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霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展.如图1所示,在一矩形半导体薄片的PQ间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在MN间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足UHk,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数.某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数.

(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图1所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与______(MN”)端通过导线相连.

(2)已知薄片厚度d=0.40 mm,该同学保持磁感应强度B=0.10 T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示.根据表中数据在图2中画出UHI图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为______×103V·m·A1·T1(保留2位有效数字).

(3)该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图3所示的测量电路,S1,S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出).为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向________(ab”),S2掷向________(cd”).为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中.在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件________________(填器件代号)之间.

 

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