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    如图，空间区域Ⅰ、Ⅱ有匀强电场和匀强磁场，MN、PQ为理想边界，Ⅰ区域高度为d，Ⅱ区域的高度足够大．匀强电场方向竖直向上；Ⅰ、Ⅱ区域的磁感应强度均为B，方向分别垂直纸面向里和向外．一个质量为m，电量为q的带电小球从磁场上方的O点由静止开始下落，进入场区后，恰能做匀速圆周运动．已知重力加速度为g．

        (1)试判断小球的电性并求出电场强度E的大小；

        (2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点，求它释放时距MN的高度h；

        (3)试讨论在h取不同值时，带电小球第一次穿出Ⅰ区域的过程中，电场力所做的功．


        解析：(1)带电小球进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，合力为洛伦兹力，重力与电场力平衡，重力竖直向下，电场力竖直向上，即小球带正电。

        由qE=mg①解得②

        (2)带电小球在进入磁场前做自由落体运动，依机械能守恒有mgh=mv2③

        带电小球在磁场中作匀速圆周运动，设半径为R，依牛顿第二定律有qvB=m④

        由于带电小球在Ⅰ、Ⅱ两个区域运动过程中q、v、B、m的大小不变，故三段圆周运动的半径相同，以三个圆心为顶点的三角形为等边三角形，边长为2R，内角为60º，如答图(a)所示．由几何关系知R=⑤    解得h=⑥；作出小球运动大致轨迹图

        (3)当带电小球在Ⅰ区域作圆周运动的圆弧与PQ相切时，运动轨迹如答图(b)所示，有

        半径R=d⑦    联立③④⑦式，解得h0=⑧

        讨论：i．当h<h0时，带电小球进入磁场Ⅰ区域的速度较小，半径较小，不能进入Ⅱ区域，由磁场上边界MN第一次穿出磁场Ⅰ区域，此过程电场力做功W=qEs=0⑨

        ⅱ．当h>h0时，带电小球进入磁场Ⅰ区域后由下边界PQ第一次穿出磁场Ⅰ区域进入Ⅱ区域，此过程电场力做功W=－qEd⑩    将②式代入得W=－mgd

        评分说明：第(3)问讨论对于当h=h0时的临界情况不做要求，即电场力做功W=0或者W=－mgd均可以.：


    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：


    山谷中有三块石头和一根不可伸长的、长为l的轻质青藤，其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，F为青藤延长线与地面的交点。h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=6.0m，l=10.0m。开始时，质量分别为M=10kg和m=2kg的大、小两只金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头。大猴抱起小猴跑到C点，纵身一跃，恰好在最高点抓住青藤下端，然后荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计，猴子抓住青藤前后没有机械能损失，重力加速度g=10m/s2。求：

    （1）大猴从A点水平跳离时速度的最小值；

    （2）大猴抱起小猴跑到C点纵身跳起时速度；

    （3）猴子抓住青藤荡起时，青藤受到的拉力大小。

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如图所示，在光滑的水平面上有一段长为L、质量分布均匀的绳子，绳子在水平向左的恒力F作用下做匀加速直线运动。绳子上某一点到绳子右端的距离为x，设该处的张力为T，则能正确描述T与x之间的关系的图象是

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    子弹射入静止于光滑水平地面上的木块，则

        A．做功使木块的内能增大

        B．热传递使木块的动能增大

        C．子弹损失的能量等于木块增加的内能

        D．子弹损失的能量等于木块增加的动能

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如图，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其它恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M，万有引力常量为G，则

        A．甲星所受合外力为

        B．乙星所受合外力为

        C．甲星和丙星的线速度相同

        D．甲星和丙星的角速度相同

     


       

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如图所示，是由两个正方形导线方格构成的网络电路。方格每边长度l=10cm。在x>0的半空间分布有随时间￡均匀增加的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平霭并指商纸内。

        今令网络电路以恒定的速度v=5 cm/s沿x轴正方向运动并进入磁场区域，在运动过程中方格的边PQ始终与y轴平行。若取PQ与y轴重合的时刻为t=0，在以后任一酵刻t磁场的磁感应强度为，式中t的单位为为已知恒量。强t=2.5 s时刻，方格中的感应电动势是E1，方格中的感应电动势是E2。E1、E2的表达式正确的是

          

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如图甲所承，A和B是真空中、鼹块露积很大的平行金属板，O是一个可以连续产生粒子的粒子源，O到A、B的距离都是l。现在A、B之间加上电压，电压UAB随时间变化的规律如图乙所示。已知粒子源在交变电压的一个周期内可以均匀产生300个粒子，粒子质量为撒、电荷量为-q。这种粒子产生后，在电场力作用下从静止开始运动。设粒子一旦磁到金属板，它就附在金属板上不再运动，且电荷量同时消失，不影响A、B板电势。不计粒子的重力，不考虑粒子之间的相互作用力。已知上述物理量

    （1）在时刻出发的微粒，会在什么时刻到达哪个极板？

    （2）在这段时间内哪个时刻产生的微粒刚好不能到达A板？

    （3）在这段时间内产生的微粒有多少个可到达A板？

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如图所示,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻,开关S是闭合的.V1和V2为理想电压表,读数分别为U1和U2;A1、A2和A3为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3.现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是(　　)

    A.U2变小、I3变小　

    B.U2变小、I3变大

    C.I1变小、I2变小　　

    D.I1变大、I2变大

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    图9为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圈的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动；线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度ω绕轴OO′匀速转动。（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）

    求：

    （1）推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式Em=nBSω；

    （2）求线圈匀速转动过程中电压表的示数；

    （3）求线圈速度转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热。

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