【题目】如图所示,两个固定的半径均为r的细圆环同轴放置,O1、O2分别为两细环的圆心,且O1O2 =2r,两环分别带有均匀分布的等量异种电荷-Q、+Q(Q>0)。一带负电的粒子(重力不计)位于右侧远处,现给粒子一向左的初速度,使其沿轴线运动,穿过两环后运动至左侧远处。在粒子运动的过程中
A.从O1到O2,粒子一直做减速运动
B.粒子经过O1点时电势能最小
C.轴线上O1点右侧存在一点,粒子在该点动能最大
D.粒子从右向左运动的整个过程中,电势能先减小后增加
【答案】AC
【解析】
A.圆环在水平线上产生的场强竖直分量叠加为0,只有水平分量相加,所以圆环在水平线上的场强方向与水平线平行,同理圆环在水平线上的场强方向与水平线平行;根据场强的叠加,带负电粒子从到过程中,受到的电场力合力方向始终水平向右,与粒子运动方向相反,所以粒子做减速运动,A正确;
BC.圆环在水平线上处场强为0,在向右无穷远处场强为0,同理圆环在水平线上的场强分布也如此,根据场强的叠加说明在右侧和左侧必定存在场强为0的位置,所以粒子从右侧远处运动到过程中,合场强先水平向左减小,带负电粒子所受电场力水平向右减小,电场力做正功,电势能减小,粒子做加速运动,在右侧某位置合场强为0,粒子速度达到最大,动能最大;继续向左运动,合场强水平向右且增大,粒子所受电场力水平向左,电场力做负功,电势能增大,粒子做减速运动至,B错误,C正确;
D.粒子穿过后,对比上述分析可知,粒子所受电场力先水平向右,后水平向左,所以电势能先减小,后增大,综合BC选项分析,D错误。
故选AC。
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【题目】带正电的空心金属球壳置于绝缘支架上,将4个原来不带电的金属小球按图示位置放置,A球用绝缘轻绳竖直悬挂,B球接地,C球用导线与球壳内部相连,D球与球壳内部接触。设大地电势为零,当达到静电平衡时,下列说法正确的是( )
A. 由于静电感应,A球带负电,
B. B球接地带负电,但电势为零
C. C球不带电,但电势与球壳电势相等
D. D球带正电,电势为零
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【题目】如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )
A. PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B. PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向
C. PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向
D. PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
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【题目】如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和–q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求
⑴M与N在电场中沿水平方向的位移之比;
⑵A点距电场上边界的高度;
⑶该电场的电场强度大小。
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【题目】下列说法中正确的是( )
A. 电荷在某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零
B. 一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一定为零
C. 把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D. 把一小段通电导线放在磁场中某处,所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
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【题目】如图所示,固定于水平绝缘平面上的粗糙平行金属导轨,垂直于导轨平面有一匀强磁场.质量为m的金属棒cd垂直放在导轨上,除电阻R和金属棒cd的电阻r外,其余电阻不计;现用水平恒力F作用于金属棒cd上,由静止开始运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能
B.只有在cd棒做匀速运动时,F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能
C.无论cd棒做何种运动,它克服安培力所做的功一定等于电路中产生的电能
D.R两端的电压始终等于cd棒中的感应电动势的值
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【题目】如图,在水平地面MN上方空间存在一垂直纸面向里、磁感应强度B =1.0T的有界匀强磁场区域,上边界EF距离地面的高度H = 0.7m.正方形金属线框abcd的质量m = 0.1kg、边长L = 0.1m,总电阻R =0.02Ω,线框的ab边距离EF上方h = 0.2m处由静止开始自由下落,abcd始终在竖直平面内且ab保持水平.求线框从开始运动到ab边刚要落地的过程中(g取10m/s2):
⑴线框产生的焦耳热Q;
⑵通过线框截面的电量q;
⑶通过计算画出线框运动的v-t 图象.
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【题目】如图所示,一个电子(电量为e)以速度v0垂直射入磁感应强度为B,宽为d的匀强磁场中,穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°,(电子重力忽略不计) 求:
(1)电子在磁场中运动的半径r为多少?
(2)电子的质量是多少?
(3)穿过磁场的时间是多少?
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【题目】如图,在平面直角坐标系xOy中,第一象限内有一条通过坐标原点的虚线,虚线与y轴正方向夹 角为30°,在虚线与x轴正方向之间存在着平行于虚线向下的匀强电场。在第四象限内存在一个长方形 的匀强磁场区域(图中未画出),磁感应强度为B,方向垂直坐标平面向外。一质量为m,电荷量为q的带正电粒子从虚线上某点以一定的初速度垂直电场方向射入电场,经过电场偏转后,该粒子恰从x轴上的P点以速度v射入匀强磁场区域,速度c的方向与x轴正方向夹角为60°,带电粒子在磁场中做匀速圆周 运动,经磁场偏转后,粒子射出磁场时速度方向沿x轴负方向,随后粒子做匀速直线运动并垂直经过一y 轴上的Q点。已知OP=L,不计带电粒子重力。求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)带电粒子在电场和磁场中运动时间之和;
(3)矩形磁场区域的最小面积和Q点的位置坐标。
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