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【题目】如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力。求
(1)带电粒子的比荷;
(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。
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【题目】如图,光滑水平桌面上有一个矩形区域abcd,bc长度为2L,cd长度为1.5L,e、f分别为ad、bc的中点。efcd区域存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B;质量为m、电荷量为+q的绝缘小球A静止在磁场中f点。abfe区域存在沿bf方向的匀强电场,电场强度为;质量为km的不带电绝缘小球P,以大小为的初速度沿bf方向运动。P与A发生弹性正碰,A的电量保持不变,P、A均可视为质点。
(1)求碰撞后A球的速度大小;
(2)若A从ed边离开磁场,求k的最大值;
(3)若A从ed边中点离开磁场,求k的可能值和A在磁场中运动的最长时间。
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【题目】在矩形区域中,存在如图所示的磁场区域(包括边界),规定磁场方向垂直纸面向里为正,其中、为边界上的一点,且。重力可忽略不计的正粒子从点沿方向以初速度射入如图所示的周期性变化的磁场,已知粒子的比荷为k。求:
(1)如果在t=0时刻射入磁场的粒子经小于半个周期的时间从边界上的点离开,则磁场的磁感应强度应为多大?
(2)如果磁场的磁感应强度,在边的右侧加一垂直边向左的匀强电场,t=0时刻射入磁场的粒子刚好经过T0后垂直边离开磁场,经过一段时间又沿边从d点离开磁场区域,则电场强度E以及粒子在电场中的路程x分别为多大?(T0未知,用k,L,v0表示)
(3)如果磁场的磁感应强度,欲使在小于半个周期的任意时刻射入磁场的粒子均不能由边离开磁场,则磁场的变化周期应满足什么条件?
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【题目】在如图所示的电路中,、为两个完全相同的灯泡,为自感线圈,为电源,为开关,关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是
A. 合上开关,先亮,后亮;断开开关,、同时熄灭
B. 合上开关,先亮,后亮;断开开关,先熄灭,后熄灭
C. 合上开关,先亮,后亮;断开开关,、同时熄灭
D. 合上开关,、同时亮;断开开关,先熄灭,后熄灭
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【题目】如图,在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场,在BC右侧I、II两区域存在匀强磁场,L1、L2、L3是磁场的边界(BC与L1重合),宽度相同,方向如图所示,区域I的磁感应强度大小为B1.一电荷量为q、质量为m(重力不计)的带正电粒子从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场,点电荷恰好从B点进入磁场,经区域I后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域II.已知AB长度是BC长度的倍。
(1)求带电粒子到达B点时的速度大小;
(2)求磁场的宽度L;
(3)要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长,求区域II的磁感应强度B2的取值。
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【题目】如图所示,固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R,两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.PQ的质量为m,金属导轨足够长、电阻忽略不计。
(1)请简要归纳出电磁感应电动势的两种方法。
(2)若闭合S,若使PQ保持静止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;
(3)若断开S,PQ在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q,求该过程安培力做的功W。
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【题目】如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,每分钟转3000转,外电路电阻R=4Ω,求:
(1)转动过程中感应电动势的最大值;
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过角时的瞬时感应电动势;
(3)由图示位置转过角的过程中通过R的电荷量q;
(4)交流电压表的示数;
(5)请说出几种使用交流电有效值的情况(至少说出四种)
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【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy中的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向里的有界矩形匀强磁场区域图中未画出;在第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场。一粒子源固定在x轴上坐标为的A点。粒子源沿y轴正方向释放出速度大小为的电子,电子通过y轴上的C点时速度方向与y轴正方向成角,电子经过磁场偏转后恰好垂直通过第一象限内与x轴正方向成角的射线OM已知电子的质量为m,电荷量为e,不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用。求:
匀强电场的电场强度E的大小;
电子在电场和磁场中运动的总时间t
矩形磁场区域的最小面积。
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【题目】回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是( )
A.带电粒子在磁场中运动的周期和交变电流的周期相等
B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
C.只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值
D.不改变磁场的磁感应强度和交变电流的频率,该回旋加速器也能用于加速α粒子
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【题目】如图所示,在直角坐标系xOy中的第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场,在第二、三、四象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,已知电场强度为E。从第一象限中坐标为(L,L)的P点由静止释放带正电的粒子(不计重力),该粒子第一次经过x轴时速度为v0,第二次经过x轴时的位置坐标为(-L,0),求:
(1)粒子的比荷及磁感应强度B的大小;
(2)粒子第三次经过x轴时的速度大小及方向;
(3)粒子第二次经过y轴与第三次经过y轴时两点间的距离。
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