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【题目】如图,在第一象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面(xy平面)向外;在第四象限存在匀强电场,方向沿x轴负向。在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子,该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴的方向进人电场。不计重力。若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ,求

(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值;

(2)该粒子在电场中运动的时间。

【答案】 (1);(2)t=

【解析】

试题(1)设磁感应强度的大小为B,粒子质量与所带电荷量分别为m和q,粒子进入磁场后做匀速圆周运动,并设其圆周运动的半径为r,根据牛顿第二定律和向心力公式有:qv0B=

由题设条件和图中几何关系可知:r=d

设电场强度大小为E,粒子进入电场后沿x轴负方向运动的速度大小为vx,由牛顿第二定律有:qE=max

根据运动学公式有:vx=axt,d

由于粒子在电场中做类平抛运动(如图),有:tanθ

①②③④⑤式联立解得:

(2)由④⑤式联立解得:t=

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在区域I()和区域II()内分别存在匀强磁场,磁感应强度的大小分别为2BB,方向相反,且都垂直于xOy平面。边长为L(L<d)的正方形金属线框abcd,质量为m,电阻为Rab边位于区域I的左边界。在平行于x轴方向的拉力F作用下,线框以的速度匀速运动,直至全部进入磁场区域II。金属线框重力不计,求:

(1)线框在进入磁场I过程中,ab两点间的电势差Uab

(2)线框在进入磁场II过程中,拉力F的大小;

(3)当线框全部进入磁场II时,撤去拉力F,此后线框在离开磁场II过程中中产生的热量Q

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【题目】某同学利用图(a 所示电路测量量程为3 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R (最大阻值9999.9 Ω),滑动变阻器R(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2 (最大阻值5 kΩ),直流电源E(电动势4 V,内阻很小)。开关1个,导线若干。

实验步骤如下:

按电路原理图(a)连接线路;

将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S

调节滑动变阻器,使电压表满偏;

保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值。

回答下列问题:

(1)实验中应选择滑动变阻器________(填R1R2);

(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线;

____

(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为1500.0Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为______Ω(结果保留到个位);

(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为_____(填正确答案标号)。

A.100 μA B. 250 μA C.500 μA D.1mA

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【题目】如图所示,“U”形光滑金属框架固定在水平面上,处于竖直向下的匀强磁场中。ab金属棒质量为m,以水平初速度v0向右自由运动,下列说法正确的是(  )

A.ab棒做匀减速运动

B.ab棒两端的电势差一定等于感应电动势

C.a点电势比b点电势高

D.安培力对ab棒做的总功为

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【题目】如图所示,边长为L、电阻不计的n匝正方形金属线框位于竖直平面内,连接的小灯泡的额定功率、额定电压分别为PU,线框及小灯泡的总质量为m,在线框的下方有一匀强磁场区域,区域宽度为l,磁感应强度方向与线框平面垂直,其上、下边界与线框底边均水平。线框从图示位置开始静止下落,穿越磁场的过程中,小灯泡始终正常发光。则(   )

A. 有界磁场宽度

B. 磁场的磁感应强度应为

C. 线框匀速穿越磁场,速度恒为

D. 线框穿越磁场的过程中,灯泡产生的焦耳热为2mgL

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【题目】真空中有一带负电的点电荷仅在库仑力作用下绕固定的点电荷+Q运动,其轨迹为椭圆,如图所示.已知abcd为椭圆的四个顶点,+Q处在椭圆的一个焦点上,则下列说法正确的是(  )

A.负电荷在ac两点所受的电场力相同

B.负电荷在a点和c点的电势能相等

C.负电荷由b运动到d的过程中电势能增加,动能减少

D.负电荷由ab运动到c的过程中,电势能先增加后减少

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【题目】中国科学家201510月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器.加速器是人类揭示物质本源的关键设备,在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用.如图所示,某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成,相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极.质子从K点沿轴线进入加速器并依此向右穿过各漂移管,在漂移管内做匀速直线运动,在漂移管间被电场加速,加速电压视为不变.设质子进入漂移管B时速度为8×106m/s,进入漂移管E时速度为1×107m/s,电源频率为1×107Hz,漂移管间缝隙很小,质子在每个管内运动时间视为电源周期的.质子的荷质比取1×108C/kg.求:

1)漂移管B的长度;

2)相邻漂移管间的加速电压.

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【题目】如图所示为一种电容传声器。b是固定不动的金属板,a是能在声波驱动下沿水平方向振动的金属膜片,ab构成一个电容器。其工作原理是当声波作用于金属膜片时,金属膜片发生相应的振动,于是就改变了它与固定极板b间的距离,从而使电容发生变化,而电容的变化可以转化为电路中电信号的变化。闭合开关K,若声源S发出声波使a向右运动时(

A.电容器的电容増大

B.ab板之间的电场强度减小

C.流过电流表的电流方向为自左向右

D.流过电流表的电流方向为自右向左

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【题目】如图甲所示,一对平行金属板MN长为L,相距为dO1O为中轴线.其中N板接地.当M板的电势φ=φ0时,两板间为匀强电场,忽略两极板外的电场某种电荷量为q的带负电的粒子从O1点以速度v0沿O1O方向射入电场,粒子恰好打在上极板M的中点,粒子重力忽略不计

1)求粒子的质量;

2)若M板的电势变化如图乙所示,其周期T=,从t=0开始,前φM=2φ,后φM=—φ,大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持续射入电场,最终所有粒子恰好能全部离开电场而不打在极板上,求φ的值;

3)紧贴板右侧建立直角坐标系xOy,在xOy坐标平面的第IIV象限内存在一个圆形的匀强磁场区域,磁场方向垂直于该坐标平面,要使在(2)问情景下所有粒子经过磁场偏转后都会聚于P1.5d1.5d)点,求磁感应强度B的大小范围

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