在地面附近的真空中，存在着竖直向上的匀强电场和垂直电场方向水平向里的匀强磁场，如图甲所示。磁场随时间变化情况如图乙所示．该区域中有一条水平直线MN，D是MN上的

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在地面附近的真空中，存在着竖直向上的匀强电场和垂直电场方向水平向里的匀强磁场，如图甲所示。磁场随时间变化情况如图乙所示．该区域中有一条水平直线MN，D是MN上的一点．在t=O时刻，有一个质量为m、电荷量为+q的小球(可看作质点)，从M点开始沿着水平直线以速度

做匀速直线运动，

时刻恰好到达N点．经观测发现，小球在t=2

至t=3

时间内的某一时刻，又竖直向下经过直线MN上的D点，并且以后小球多次水平向右或竖直向下经过D点．求：
(1)电场强度E的大小；
(2)小球从M点开始运动到第二次经过D点所用的时间；
(3)小球运动的周期，并画出运动轨迹(只画一个周期)．

甲乙

答案

（1）

（2）

（3）

解析

（1）小球从M到N有

解得

（2）小球从M点到达N点所用时间

小球从N点经过

个圆周，到达P点，所以

小球从P点到D点的位移

小球从P点到D点的时间为

所以：时间

（或

）
（3）小球运动一个周期的轨迹如图所示
小球的运动周期为

（或

）

举一反三

如图1所示，A、B两块金属板水平放置，相距

，两板间加有一周期性变化的电压，当B板接地时，A板电势

随时间t变化的情况如图2所示。在两板间的电场中，将一带负电的粒子从B板中央处由静止释放，若该带电粒子受到的电场力为重力的两倍，要使该粒子能够达到A板，交变电压的周期至少为多大。（g取

）

图1 图2

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人们利用发电机把天然存在的各种形式的能量转化为电能，为了合理地利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方.但用电的地方却分布很广，因此需要把电能输送到很远的地方.某电站输送电压U=5000V，输送功率P=500kW，安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜读数相差4800kW·h.试求：
（1）该电路的输电效率和输电线的电阻.
（2）如果发电机输出电压为250V，用户需要电压为220V.要使输电损耗为5%,分别求升压和降压变压器的原、副线圈匝数之比.（计算时取

）

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如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨单位长度电阻为r₀，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离为

。有垂直纸面向里的非匀强磁场，其磁感应强度沿y方向大小不变，沿x方向均匀增强，即有

，其中

为常数。一根质量为m，电阻不计的金属杆MN可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中始终保持与导轨垂直。在t＝0时刻，金属杆MN紧靠在P、Q端，在外力F作用下，杆以恒定的加速度

从静止开始向导轨的另一端滑动。求

（1）在t时刻金属杆MN产生的感应电动势大小；
（2）在t时刻流经回路的感应电流大小和方向；
（3）在t时刻金属杆MN所受的安培力大小；

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如图所示是测定光电效应产生的光电子荷质比的简要实验原理图。两块平行板相距为d，其中N为金属板，受紫外线照射后将发射出沿不同方向运动的光电子形成电流，从而引起电流计指针偏转。若调节R逐渐增大板间电压，可以发现电流逐渐减小，当电压表示数为U是，电流恰好为零，切断开关，在MN间加上垂直与纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感应强度，也能使电流为零。当磁感应强度为B时，电流恰好为零。求光电子的荷质比e/m。

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传感器应用的一个基本思想是“转换”的思想，即利用传感器把难以直接测量的力学量转换为容易测量的电学量。这种转换既使测量比较方便，而且能输入给电子计算机对电学量所载的信息进行计算和处理。如图所示为一测速计原理图，其基本原理即是把测量速度这一力学量转换成电流量进行测量。滑动触头P与某运动物体相连，当P匀速滑动时，电流表有一定的电流通过，从电流表示数可得运动物体速度。已知电源电动势E=4V内阻r=10Ω，AB为粗细均匀的电阻丝，其阻值为R=30Ω、长度L=30cm，电容器的电容C=50μF。今测得电流表示数为0。05mA，方向由b流向a。试求运动物体的速度大小和运动的方向。

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