如图所示,一对平行金属板水平放置,板间距离为d,板间有磁感应强度为B的垂直于纸面向里的匀强磁场,将金属板接入如图所示的电路,已知电源的内电阻为r,滑动变阻器的总
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如图所示,一对平行金属板水平放置,板间距离为d,板间有磁感应强度为B的垂直于纸面向里的匀强磁场,将金属板接入如图所示的电路,已知电源的内电阻为r,滑动变阻器的总
题型:不详
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来源:
如图所示,一对平行金属板水平放置,板间距离为
d
,板间有磁感应强度为
B
的垂直于纸面向里的匀强磁场,将金属板接入如图所示的电路,已知电源的内电阻为
r
,滑动变阻器的总电阻为
R
,现将开关
K
闭合,并将滑动触头
P
调节至距离电阻
R
的右端为其总长度的1/4时,让一个质量为
m
、电量为
q
宏观带电粒子从两板间的正中央以某一初速度水平飞入场区,发现其恰好能够做匀速圆周运动。
(1)试判断该粒子的电性,求电源的电动势;
(2)若将滑动触头
P
调到电阻R的正中间位置时,该粒子仍以同样的状态入射,发现其沿水平方向的直线从板间飞出,求该粒子进入场区时的初速度;
(3)若将滑块触头P调到最左边,该粒子仍以同样的状态入射,发现其恰好从金属板的边缘飞出,求粒子飞出时的动能。
答案
(1)4(r+R)dmg/Rq(2)v
0
=mg/qB(3)
mgd+
解析
(1)负电
∵
mg
=
ε
×
∴
ε
=4(r+R)dmg/Rq
(2)mg+qv
0
B=12R+rε×qd
∴v
0
=mg/qB
(3)E
k
=
mv
2
0
+3mg×
=
mgd+
举一反三
如图所示,质量为m、带电荷量为+
q
的小球(可看成质点)被长度为
r
的绝缘细绳系住并悬挂在固定点
O
,当一颗质量同为
m
、速度为
v
0
的子弹沿水平方向瞬间射入原来在
A
点静止的小球,然后整体一起绕
O
点做圆周运动。若该小球运动的区域始终存在着竖直方向的匀强电场,且测得在圆周运动过程中,最低点
A
处绳的拉力
T
A
=2
mg
,求:
(1)小球在最低点
A
处开始运动时的速度大小;
(2)匀强电场的电场强度的大小和方向;
(3)子弹和小球通过最高点
B
时的总动能。
题型:不详
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如图所示,水平轨道与直径为
d
=0.8m的半圆轨道相接,半圆轨道的两端点A、B连线是一条竖直线,整个装置处于方向水平向右,大小为10
3
V/m的匀强电场中,一小球质量
m
=0.5kg,带有
q
=5×10
-3
C电量的正电荷,在电场力作用下由静止开始运动,不计一切摩擦,
g
=10m/s
2
,
(1)若它运动的起点离A为
L
,它恰能到达轨道最高点B,求小球在B点的速度和
L
的值.
(2)若它运动起点离A为
L
=2.6m,且它运动到B点时电场消失,它继续运动直到落地,求落地点与起点的距离.
题型:不详
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真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块,开始时滑块静止。若在滑块所在空间加一水平匀强电场
E
1
,持续一段时间后立刻换成与
E
1
相反方向的匀强电场
E
2
。当电场
E
2
与电场
E
1
持续时间相同时,滑块恰好回到初始位置,且具有动能
E
K
。在上述过程中,
E
1
对滑块的电场力做功为
W
1
,冲量大小为
I
1
;
E
2
对滑块的电场力做功为
W
2
,冲量大小为
I
2
。则 ( )
A.
I
1
=
I
2
B.4
I
1
=
I
2
C.
W
1
=0.25
E
k
,
W
2
="0.75"
E
k
D.
W
1
=0.20
E
k
,
W
2
="0.80"
E
k
题型:不详
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在绝缘水平面上放一质量
m
=2.0×10
-3
kg的带电滑块
A
,所带电荷量
q
=1.0×10
-7
C.在滑块
A
的左边
l
=0.3m处放置一个不带电的绝缘滑块
B
,质量
M
=4.0×10
-3
kg,
B
与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态,弹簧原长
S
=0.05m.如图所示,在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场,电场强度的大小为
E
=4.0×10
5
N/C,滑块
A
由静止释放后向左滑动并与滑块
B
发生碰撞,设碰撞时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内),此时弹性势能
E
0
=3.2×10
-3
J,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小不计,与水平面间的动摩擦因数均为
μ
=0.5,
g
取10m/s
2
.求:
(1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度
v
;
(2)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离
s
.
题型:不详
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)在如图所示的
xOy
平面内(
y
轴的正方向竖直向上)存在着水平向右的匀强电场,有一带正电的小球自坐标原点
O
沿
y
轴正方向竖直向上抛出,它的初动能为5J,不计空气阻力,当它上升到最高点
M
时,它的动能为4J,求:
(1)试分析说明带电小球被抛出后沿竖直方向和水平方向分别做什么运动?
(2)若带电小球落回到
x
轴上的
P
点,在图 中标出P点的位置;
(3)求带电小球到达
P
点时的动能。
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