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如图所示,在轴右侧平面内存在方向垂直面向里的匀强磁场,磁感应强度大小,坐标原点有...

如图所示,在轴右侧平面内存在方向垂直面向里的匀强磁场,磁感应强度大小,坐标原点有一放射源,可以向轴右侧平面沿各个方向6放射比荷为的正离子,这些离子速率分别在从0到最大值的范围内,不计离子之间的相互作用.

(1)求离子打到轴上的范围;

(2)若在某时刻沿方向放射各种速率的离子,求经过时这些离子所在位置构成的曲线方程;

(3)若从某时刻开始向轴右侧各个方向放射各种速率的离子,求经过时已进入磁场的离子可能出现的区域面积.

 

(1)离子打到轴上的范围为0到;(2);(3) 【解析】 (1)离子进入磁场中做圆周运动的最大半径为,由牛顿第二定律得: 解得: 由几何关系知,离子打到轴上的范围为0到。 (2)离子在磁场中运动的周期为,则 经过时间这些离子轨迹所对应的圆心角为,则 这些离子构成的曲线如图1所示,并令某一离子在此时刻的坐标为,则 代入数据并化简得: 甲 乙 (3)将第(2)问中图1的段从沿轴方向顺时针方向旋转,在轴上找一点,以为半径作圆弧,相交于,则两圆弧及轴所围成的面积即为在向轴右侧各个方向不断放射各种速度的离子在时已进入磁场的离子所在区域,如图2所示。 由几何关系可求得此面积为: 则:  
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半径分别为r2r的同心圆形导轨固定在同一水平面上,一长为r,质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨的中心O,装置的俯视图如图所示;整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下;在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出).直导体棒在水平外力作用下以角速度ωO逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触.设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒和导轨的电阻均可忽略,重力加速度大小为g,求:

(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小;

(2)外力的功率.

 

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如图所示,图甲是一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P点是此时处在平衡位置的一个质点.图乙是质点P的振动图象.

(1)判断这列波的传播方向;

(2)经过时间t1=6s,质点P通过的路程s

(3)经过t2=30s,波向前传播的距离x

 

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一矩形线圈,在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动,形成如图所示的交变电动势图象,试根据图象求出:

1)线圈转动的角速度;

2)电动势的有效值;

3t = 1.0×10−2s时,线圈平面和磁场方向的夹角.

 

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图一是某实验小组设计的欧姆表电路,图二是其中毫安表的表盘,该实验小组通过调控开关和调节电阻箱可使欧姆表具有两种倍率,所用器材参数如下:电源电动势,内阻,毫安表满偏电流,内阻,电阻箱,最大阻值为

(1)该实验小组按图一正确连接好电路,其中表笔应为______(填红表笔黑表笔),断开开关,此时欧姆表的倍率为“×10”.将红、黑表笔短接,调节电阻箱,使毫安表达到满偏,此时闭合电路的总电阻叫做这个倍率下欧姆表的内阻,则=_____

(2)闭合开关,此时欧姆表的倍率为,再次将红、黑表笔短接,重新调节电阻箱,使毫安表再次达到满偏,在此倍率下=______=______.

(3)完成步骤(2)后,在红、黑表笔间接入待测电阻,当毫安表指针指向图二所示的位置时,待测电阻______.

 

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某同学为了测量一均匀金属圆柱体的电阻率,完成下列步骤:

 

(1)用游标卡尺测量其长度,如图甲所示,其长度为______

(2)用螺旋测微器测量其直径,为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应旋紧图乙中的部件______(填”“”“”“),从图乙中可知其直径为______

(3)若用伏安法测得流经圆柱体的电流为,圆柱体两端的电压为,圆柱体的直径和长度分别用表示,则该圆柱体的电阻率______(用表示).

 

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