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15.如图所示,一平行板电容器的电容为C,两极板M、N间距离为d,所接电源的电动势为E,两板间a、b、c三点的连线构成一等腰直角三角形.三角形的两直角边长均为L,其中ab边与两板平行,以下说法正确的是(  )
A.电容器所带电荷量为2CE
B.两极板间匀强电场的电场强度大小为$\frac{E}{d}$
C.a、c两点间的电势差为$\frac{\sqrt{2}EL}{d}$
D.若增大两板间距离时,a、c两点间电势差不变

分析 明确两极间的电压等于电源的电动势,根据电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$求出电容器的带电量.两极板间匀强电场的电场强度大小E=$\frac{U}{d}$.PN间的电势差小于板间电压U.根据U=Ed,d是两点间沿场强方向的距离求电势差.

解答 解:A、电容器两端的电压为电源的电动势;故电容器的带电量Q=EC;故A错误;
B、两板间的电场强度E=$\frac{U}{d}$=$\frac{E}{d}$;故B正确;
C、ac两点的电势差Uac=Edac=$\frac{E}{d}$Lsin45°=$\frac{\sqrt{2}EL}{2d}$;故C错误;
D、因电容器与电源相连;故电容两端的电压不变;增大两板间的距离时,电场强度减小,故ac两点的电势差减小;故D错误;
故选:B.

点评 本题中涉及电容、电场强度、电势差等多个知识点.在注意在公式U=Ed中,d是两点间沿场强方向的距离,不是两点间的距离.

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5.在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小为B的匀强磁场,区域Ⅰ的磁场方向垂直斜面向上,区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时,恰好以速度v1做匀速直线运动;当ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框又恰好以速度v2做匀速直线运动,从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中,线框的动能变化量为△Ek,重力对线框做功大小为W1,安培力对线框做功大小为W2,下列说法中正确的有(  )
A.在下滑过程中,由于重力做正功,所以有v2>v1
B.从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中,机械能守恒
C.从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程,有(W1-△Ek)机械能转化为电能
D.从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中,线框动能的变化量大小为△Ek=W1-W2

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

6.如图所示,在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场,在第Ⅰ象存在如图所示的匀强磁场.有一个带电量为q、质量为m的粒子以初速度v0垂直于x轴从P点进入匀强电场中,并从y轴的Q点(图中未画出)与正方向成45°角进入磁场,又恰好垂直于x轴射出磁场.已知OP之间的距离为d,(不计粒子重力),求
(1)P、Q两点的电势差和匀强电场的电场强度E;
(2)匀强磁场的磁感应强度B.

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(1)线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中,c、d间的电压是多大?
(2)线框的质量m1和物体P的质量m2分别是多大?

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10.如图所示,经电压U加速的电子(加速前电子静止),从电子枪口T射出,其初速沿直线Ta的方向.若要求电子能击中与枪口有一定距离的靶M点,且有如图所示的θ夹角.第一次用磁感强度为B的匀强磁场覆盖电子所经过的空间就可以达到此目的,磁场方向与纸面垂直;若第二次在该空间只加匀强电场,场强方向与纸面平行且与Ta垂直,电子同样能打中M点,设电子质量为m电量为e,求匀强电场的场强E=?(用题中所给条件量表示)

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20.如图甲所示,在两个水平平行金属极板间存在着竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,电场强度和磁感应强度的大小分别为E=2×106 N/C和B1=0.1T,极板的长度l=$\frac{\sqrt{3}}{3}$m,间距足够大.在板的右侧还存在着另一圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外,圆形区域的圆心O位于两平行金属极板的中线上,圆形区域的半径R=$\frac{\sqrt{3}}{3}$m.有一带正电的粒子以某一速度沿极板的中线水平向右飞入极板后恰好做匀速直线运动,然后进入圆形磁场区域,飞出圆形磁场区域后速度方向偏转了60°,不计粒子的重力,粒子的比荷$\frac{q}{m}$=2×108 C/kg.

(1)求粒子沿极板的中线飞入的初速度v0
(2)求圆形区域磁场的磁感应强度B2的大小.
(3)在其他条件都不变的情况下,将极板间的磁场B1撤去,为使粒子飞出极板后不能进入圆形磁场区域,求圆形区域的圆心O离极板右边缘的水平距离d应满足的条件.

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7.电视机显像管(抽成真空玻璃管)的成像原理主要是靠电子枪产生高速电子束,并在变化的磁场作用下发生偏转,打在荧光屏不同位置上发出荧光而成像.显像管的原理示意图(俯视图)如图甲所示,在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束沿纸面发生偏转的磁场(如图乙所示),其磁感应强度B=μNI,式中μ为磁常量,N为螺线管线圈的匝数,I为线圈中电流的大小.由于电子的速度极大,同一电子穿过磁场过程中可认为磁场没有变化,是稳定的匀强磁场.

已知电子质量为m,电荷量为e,电子枪加速电压为U,磁通量为μ,螺线管线圈的匝数为N,偏转磁场区域的半径为r,其圆心为O点.当没有磁场时,电子束通过O点,打在荧光屏正中的M点,O点到荧光屏中心的距离OM=L.若电子被加速前的初速度和所受的重力、电子间的相互作用力以及地磁场对电子束的影响均可忽略不计,不考虑相对论效应以及磁场变化所激发的电场对电子束的作用.
(1)求电子束经偏转磁场后打到荧光屏上P点时的速率;
(2)若电子束经偏转磁场后速度的偏转角θ=60°,求此种情况下电子穿过磁场时,螺线管线圈中电流I0的大小;
(3)当线圈中通入如图丙所示的电流,其最大值为第(2)问中电流的0.5倍,求电子束打在荧光屏上发光形成“亮线”的长度.

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