【题目】如图所示,在xOy平面坐标系的第三、四象限内有沿y轴正方向的匀强电场E,第一象限中的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场。一个带正电的粒子以速度v0=2×107 m/s从Q点沿x轴正方向发射,并从O点射出,进入磁场后以垂直于PM的方向从PM边射出磁场。已知Q点的横坐标为-0.4m,该粒子的比荷=2.5×109 C/kg,MN平行于x轴,N点的坐标为(0.4m,0.4m),不计粒子重力,求:
(1)Q点的纵坐标;
(2)磁场区域的磁感应强度大小B的取值范围。
【答案】(1) 0.2m(2)
【解析】
考查带电粒子在复合场中的运动。
(1)粒子进入磁场后以垂直于PM的方向从PM边射出磁场,说明粒子射入磁场时速度方向也与PM垂直。则粒子从O点射出时速度方向与x轴正方向的夹角α=45°
粒子到达O点时沿y轴正方向的分速度vy=2×107m/s
设粒子在电场中沿x轴方向的位移为x,y轴方向的位移为y,由运动学规律有
y=t
x=v0t
联立解得y=0.2m,则Q点的纵坐标为-0.2m
(2)该粒子恰好没有从PN边射出,如图所示,根据几何关系有
R+R=
m
解得
R=m
由:
Bminqv=m
解得
Bmin=(4+4)×10-2T
所以磁场区域的磁感应强度大小B的取值范围为
B≥Bmin=(4+4)×10-2T。
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【题目】指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
(1)如图1所示为某同学设计的多量程多用电表的原理示意图,虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关,表笔B可以分别与触点1、2、…6接通,从而实现多用电表用来测量电阻、电流和电压的不同功能。在这个电路中,测电流和测电压时各有两个量程,测电阻时有“”和“
”两个挡位。其中
,R1的最大阻值小于R2的最大阻值。关于这个多用电表,下列说法中正确的是______。
A.当开关S分别接触点1或2时,多用电表处于测电流的挡位,且接触点1时的量程比较大
B.当开关S分别接触点3或4时,多用电表处于测量电阻的挡位,且接触点3时为“”挡位
C.当开关S分别接触点5或6时,多用电表处于测电流的挡位,且接触点5时的量程比较小
D.使用多用电表各挡位时,电流均由A表笔一侧流入表头,且A表笔应为红色表笔
(2)用多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图所示。
A.若所选挡位为直流100mA挡,则读数为______mA。
B.若所选挡位为电阻挡,则读数为______
;
(3)用表盘为图2所示的多用电表正确测量了一个约的电阻后,需要继续测量一个阻值约
的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端进行测量之前,请选择以下必须的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号:__________________。
A.将红表笔和黑表笔接触
B.把选择开关旋转到“”位置
C.把选择开关旋转到“”位置
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(4)某小组的同学们发现欧姆表表盘刻度线不均匀,分析在同一个挡位下待测电阻的功率P与其阻值Rx关系,他们分别画出了如图3所示的几种图象,其中可能正确的是______。
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【题目】如图所示,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有100匝,线圈由粗细均匀、单位长度的质量为的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平。在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,上端为S极,磁铁的中轴线
垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为
,方向与竖直线成30°角,g取
。要使三条细线上的张力为零,关于线圈中通过的电流,正确的有( )
A.电流大小至少为B.电流大小至少为
C.电流方向为逆时针(俯视)D.电流方向为顺时针(俯视)
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【题目】如图所示,在纸面内有一个边长为L的等边三角形abc,且该区域内存在平行于bc边的匀强电场。有一个质量为m,电荷量为+q的粒子从a点以速度v0沿平行于纸面且垂直于bc边的方向进入三角形区域,该粒子恰好从c点离开(不计粒子重力)。下列说法正确的是( )
A.匀强电场的方向由c点指向b点
B.电场强度大小E=
C.粒子从c点离开时速度偏转角的正切值为
D.粒子从a点运动到c点过程中电场力做的功为
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【题目】有一个额定电压为2.8V,功率约为0.8W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的I﹣U图线,有下列器材供选用:
A.电压表(0~3V,内阻6kΩ);
B.电压表(0~15V,内阻30kΩ);
C.电流表(0~3A,内阻0.1Ω);
D.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω);
E.滑动变阻器(10Ω,2A);
F.滑动变阻器(200Ω,0.2A);
G.蓄电池(电动势6V,内阻不计)。
(1)某同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路,其他部分连接正确,接通电源后,小灯泡的发光情况是__________(填“亮”或“不亮”)。要求小灯泡的电压从零开始增大,应选择图乙中的电路图是__________ (填“a”或“b”)。
(2)用正确的电路进行测量,电压表应选用__________,电流表应选用__________。(用序号字母表示)
(3)滑动变阻器应选用__________。(用序号字母表示)
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【题目】如图所示,一水平长直导线MN上用非常结实的绝缘细线悬挂一等腰直角三角形线圈,线圈与直导线在同一竖直平面内,线圈中通以如图所示的恒定电流,下列说法正确的是( )
A. 在MN上通以向左的电流,线圈可能会向上平动
B. 在MN上通以向右的电流,线圈可能不动,但绝缘细线的拉力小于线圈的重力
C. 在MN上通以向右的电流,线圈会发生(俯视看)逆时针转动
D. 在MN上通以向左的电流,线圈肯定不动,但细线上一定有张力
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【题目】质量为m的小球被两个弹性系数皆为k的相同弹簧固定在一质量为M的盒中,如图所示,盒从距桌面高h处开始下落,在盒开始下落的瞬间,两弹簧均未发生形变,小球静止.则下列说法正确的是( )
A.下落高度,盒与桌面发生完全非弹性碰撞后还能跳起来
B.下落高度,盒与桌面发生完全非弹性碰撞后还能跳起来
C.在小球到最高点时盒子恰好弹起,小球的加速度
D.在小球到最高点时盒子恰好弹起,小球的加速度
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【题目】如图所示,两个平行金属板M、N间有正交的匀强电场和匀强磁场区,电场方向由M板指向N板,磁场方向垂直纸面向里,OO′为到两极板距离相等的平行于两板的直线.一质量为m,带电荷量为+q的带电粒子,以速度v0从O点射入,沿OO′方向匀速通过场区,不计带电粒子的重力,则以下说法正确的是( )
A.带电荷量为-q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入仍能匀速通过场区
B.带电荷量为2q的粒子以v0从O点沿OO′射入仍能匀速通过场区
C.保持电场强度和磁感应强度大小不变,方向均与原来相反,粒子以v0从O点沿OO′射入,则粒子仍能匀速通过场区
D.粒子仍以速度v0从右侧的O′点沿O′O方向射入,粒子仍能匀速通过场区
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【题目】等量异种点电荷+Q和-Q固定,在它们的连线和中垂线上有a、b、c三点,如图所示.现将一个带负电的检验电荷先从图中a点沿直线移到b点,再从b点沿直线移到c点.则在此全过程中( )
A. 所受电场力一直增大
B. 所受电场力方向一直不变
C. 电势一直减小
D. 电势能先增大后减小
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