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如图所示,在xoy平面内,有一个圆形区域的直径AB与x轴重合,圆心O′的坐标为(...

如图所示,在xoy平面内,有一个圆形区域的直径ABx轴重合,圆心O′的坐标为2a,0,其半径为a,该区域内无磁场y轴和直线x=3a之间的其他区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴上某点射入磁场不计粒子重力

1若粒子的初速度方向与y轴正向夹角为60°,且粒子不经过圆形区域就能到达B点,求粒子的初速度大小v1

2若粒子的初速度方向与y轴正向夹角为60°,在磁场中运动的时间为,且粒子也能到达B点,求粒子的初速度大小v2

3若粒子的初速度方向与y轴垂直,且粒子从O′点第一次经过x轴,求粒子的最小初速度vm

 

(1) (2) (3) 【解析】 试题分析:(1)粒子不经过圆形区域就能到达B点,故粒子到达B点时速度竖直向下,圆心必在x轴正半轴上,设粒子做圆周运动的半径为r1,如图1,由几何关系得:r1sin30°=3a﹣r1 (2分) 再利用洛伦兹力提供带电粒子做圆周运动的向心力: 解得粒子的半径为: (2分) 解得: (1分) (2)粒子在磁场中的运动周期为:,故粒子在磁场中的运动轨迹如图2所示的圆心角为为: (1分) 粒子到达B点的速度与x轴夹角 β=30° (1分) 设粒子做圆周运动的半径为r2,由几何关系得: 3a=2r2sin30°+2acos30°•cos30° (1分) 再利用洛伦兹力提供带电粒子做圆周运动的向心力: 解得粒子的半径为: 解得: (1分) (3)设粒子从C点进入圆形区域,O′C与O′A夹角为θ,轨迹圆对应的半径为r,如图3所示,由几何关系得:2a=rsinθ+acosθ (1分) 故当θ=60°时,半径最小为 (1分) 再利用洛伦兹力提供带电粒子做圆周运动的向心力:, 解得粒子的半径为: (1分) 解得: (1分) 考点:带电粒子在匀强磁场中的运动、洛仑兹力 【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在匀强磁场中中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据题意,画出粒子的运动轨迹,正确确定圆心和半径,再利用洛伦兹力提供带电粒子做圆周运动的向心力即得:,找到几何图形与半径的关系,然后确定粒子的速度。  
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考点分析:
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如图所示,MNPQ是足够长的光滑平行导轨,其间距为L,且MPMN导轨平面与水平面间的夹角θ=30°MP接有电阻R有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0将一根质量为m的金属棒ab紧靠MP放在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒的电阻也为R,其余电阻均不计现用与导轨平行的恒力F=mg沿导轨平面向上拉金属棒,使金属棒从静止开始沿导轨向上运动,金属棒运动过程中始终与MP平行当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,cd MP的距离为三s已知重力加速度为g,求:

1金属棒达到稳定速度;

2金属棒从静止开始运动到cd的过程中,电阻R上产生的热量;

3若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,写出磁感应强度B随时间t变化的关系式

 

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有一台内阻为1Ω的太阳能发电机,供给一个学校用电,如图所示,升压变压器匝数比为1:4,降压变压器的匝数比为4:1,输电线的总电阻R=4Ω,全校共22个班,每班有“220V 40W”灯6盏,若要保证全部电灯正常发光,则

1发电机输出功率应是多大

2发电机电动势多大

 

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如图所示,圆形线圈共100匝、d=02m,线圈电阻r=01Ω,在匀强磁场中绕过直径的轴OO′顺时针从上往下看匀速转动,轴OO′和磁场的方向垂直,磁感应强度的大小T,角速度ω=300rad/s,外电路电阻R=9Ω,交流电表为理想电压表,请回答下列问题:

1在图示时刻,圆形线圈中感应电流的方向如何

2写出从图示时刻线圈感应电动势的瞬时值表达式

3线圈转一圈外力做功多少

4交流电压表示数;

5从图示位置转过90°过程中流过电阻R的电荷量是多少

 

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某研究性学习小组采用如图1所示的电路测量某干电池的电动势E和内电阻rR为电阻箱,V为理想电压表,其量程略大于电源电动势实验中通过多次改变电阻箱的阻值R,从电压表上读出相应的示数U,该小组同学发现UR不成线性关系,于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示回答下列问题:

回答下列问题:

1根据表中的数据和实验原理可知,你认为       填序号组数据是错误的,原因是             

2根据实验数据,请在图所给的坐标系中绘出关系图线;

3由图象可知,该干电池的电动势E=      V, 内阻r=         Ω.(结果保留两位有效数字

 

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某同学用测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体尺寸和电阻。

../../AppData/Roaming/Tencent/Users/644161180/QQ/WinTemp/RichOle/FE%60%7b59YB33P_U5A_W%5dAXI%5dD.png

1分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图a和图b所示,长度为         cm,直径为         mm。

2按图c连接电路后,实验操作如下:

①将滑动变阻器R1的阻值置于最        选填“大”或“小”;将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0

②将电阻箱R2的阻值调至最         选填“大”或“小”;将S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Ω;

3由此可知,圆柱体的电阻为       Ω

 

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