【题目】如图所示,M和N为两平行金属板,板间电压为U,在N板附近由静止释放一质子(不计重力)。下列说法正确的是( )
A.若仅增大两板间距离,则质子受到的电场力变大
B.若仅减小两板的正对面积,则金属板所带的电荷量变少
C.若仅减小两板间距离,则回路中会出现逆时针方向的瞬时电流
D.若仅将两板间的电压变为2U,则质子到达M板时的速度变为原来的2倍
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【题目】在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中
(1)将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图甲所示。图中未接导线的A端应接在_____点(选填“B”“C”“D”或“E”)。
(2)实验得到的U-I关系如图乙中的直线Ⅰ所示,则电池组的电动势为_____V,内电阻阻值为_____Ω。
(3)为了测量定值电阻的阻值,应在图甲中将“A”端重新连接到____点 (选填“B”“C”“D”或“E”),所得到的U-I关系如图乙中的直线Ⅱ所示,则定值电阻的阻值为____Ω。
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【题目】如图所示,光滑的斜面与水平面成α=53°角,斜面所处的空间有方向水平向里、磁感应强度大小为B=12.5T的匀强磁场和方向既垂直于磁场又垂直于斜面、场强大小为E=250N/C的匀强电场.一个质量为m=1kg、电荷量为q=2×10-2C、带负电的小滑块以初速度v0=8m/s沿斜面向上运动.已知初速度v0方向垂直于磁场,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)滑块开始运动时的加速度a的大小。
(2)滑块向上运动的时间t。
(3)滑块在斜面上运动的路程s。
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【题目】如图所示,单匝矩形闭合导线框全部处于水平方向的匀强磁场中,线框面积为,电阻为。线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动,线框转过时的感应电流为,下列说法正确的是( )
A. 线框中感应电流的有效值为
B. 线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为
C. 从中性面开始转过的过程中,通过导线横截面的电荷量为
D. 线框转一周的过程中,产生的热量为
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【题目】如图所示,L是自感系数足够大的线圈,其电阻忽略不计,D1和D2是两个完全相同的灯泡。将电键S闭合,待灯泡亮度稳定后,再将S断开,则下列说法正确的是( )
A.S闭合瞬间,D1先亮,D2后亮,最后两灯亮度一样
B.S闭合瞬间,两灯同时亮,之后D1逐渐熄灭,D2变得更亮
C.S断开时,D1、D2均立即熄灭
D.S断开时,两灯都闪亮一下再逐渐熄灭
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【题目】如图所示,在第一象限内有沿y轴负方向的电场强度大小为E的匀强电场.在第二象限中,半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,圆形区域与x、y轴分别相切于A、C两点.在A点正下方有一个粒子源P,P可以向x轴上方各个方向射出速度大小均为v0、质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计,不计粒子间的相互作用),其中沿y轴正向射出的带电粒子刚好从C点垂直于y轴进入电场.
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B.
(2)求带电粒子到达x轴时的横坐标范围和带电粒子到达x轴前运动时间的范围.
(3)如果将第一象限内的电场方向改为沿x轴负方向,分析带电粒子将从何处离开磁场,可以不写出过程.
【答案】(1) (2)x的范围,t的范围 (3)从A点正上方的D点离开磁场
【解析】试题分析:由题设条件,从A点沿y轴正方向射出的带电粒子刚好从C点垂直于y轴进入电场,由几何关系知道它做匀速圆周运动的半径为R,再由洛仑兹力提供向心力可以求得磁感应强度的大小;由于所有粒子做匀速圆周运动的半径等于磁场圆的半径,可以证明:沿不同方向进入磁场的带电粒子离开磁场时方向均沿x轴正方向进入电场,之后做类平抛运动,显然运动时间最长的带电粒子是从D点水平射出的粒子,由类平抛运动运动规律就能求出打在x轴的最远点;若将第一象限的电场改为沿x轴负方向,则粒子从磁场水平射出后做匀减速直线运动至速度为零,再沿x轴负方向做匀加速直线运动进入磁场做匀速圆周运动,由于速度方向反向,则粒子所受洛仑兹力反向,最后从D点射出磁场.
(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,从A点运动到C点的过程中带电粒子的运动轨迹为个圆弧,轨迹半径r=R
由,得
(2)沿不同方向进入磁场的带电粒子离开磁场时的速度大小均为v0,方向均平行于x轴,其临界状态为粒子从D点沿x轴正方向离开磁场
分析粒子从D点离开磁场的情况,粒子在磁场中运动时间为,得
从D点平行于x轴运动至y轴的时间
在第一象限内运动过程中,粒子做类平抛运动,设运动时间为t3,则,,
解得,
则
带电粒子到达x轴时的横坐标范围为
到达x轴前运动时间的范围
(3)将第一象限内的电场方向改为沿x轴负方向时,带电粒子将从A点正上方的D点离开磁场。
【点睛】本题的关键点是带电粒子做匀速圆周运动的半径恰与磁场圆的半径相等,可以证明两圆心与两交点构成菱形,所以两对边平行,从而离开磁场中速度方向水平向右.这也是磁聚焦的大原理。
【题型】解答题
【结束】
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【题目】下列说法正确的是________.
A.在完全失重的情况下,气体的压强为零
B.液体表面张力产生的原因是液体表面层分子较稀疏,分子间的引力大于斥力
C.当两分子间距离大于平衡位置的间距时,分子间的距离越大,分子势能越小
D.水中气泡上浮过程中,气泡中的气体在单位时间内与气泡壁单位面积碰撞的分子数减小
E.不可能利用高科技手段将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化
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【题目】如图甲为小型交流发电机的示意图,在匀强磁场中,矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为2Ω,外接灯泡的电阻为38Ω,其它电阻不计,下列说法正确的是( )
A.t=5×10-3s时穿过线圈的磁通量最小
B.1s内线圈中的电流方向改变50次
C.灯泡两端的电压为19V
D.0~0.02s内回路中产生的热量为0.2J
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【题目】如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1匀速运动到位置2,下列说法中正确的是( )
A.导线框进入磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a
B.导线框离开磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a
C.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向左
D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左
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【题目】如图在x轴的-3a和3a两处分别固定两个电荷QA、QB,图中曲线是两电荷之间的电势φ与位置x之间的关系图象,图中x = a处为图线的最低点。线于在x = 2a处由静止释放一个质量为m、带电荷量为q的正电点电荷,该电荷只在电场力作用下运动。下列有关说法正确的是
A. 电荷运动至x = a处时速度最大
B. 两点电荷QA:QB = 4:1
C. 该电荷一定通过x = a处,但不能到达x = -a处
D. 该电荷以O为中点做往复运动
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