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题文

如图所示,A、B是两块竖直放置的平行金属板,相距为2L,分别带有等量的负、正电荷,在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场。A板上有一小孔(它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计),孔的下沿右侧有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道,一个质量为,电荷量为的小球(可视为质点),在外力作用下静止在轨道的中点P处。孔的下沿左侧也有一与板垂直的水平光滑绝缘轨道,轨道上距A板L处有一固定档板,长为L的轻弹簧左端固定在挡板上,右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q。撤去外力释放带电小粒,它将在电场力作用下由静止开始向左运动,穿过小孔后(不与金属板A接触)与薄板Q一起压缩弹簧,由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计,可认为小球与Q接触过程中不损失机械能。小球从接触 Q开始,经历时间T0第一次把弹簧压缩至最短,然后又被弹簧弹回。由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺,使得小球每次离开Q瞬间,小球的电荷量都损失一部分,而变成刚与Q接触时小球电荷量的。求:
(1)小球第一次接触Q时的速度大小;
(2)假设小球第次弹回两板间后向右运动的最远处没有到达B板,试导出小球从第次接触 Q,到本次向右运动至最远处的时间Tn的表达式;
(3)若,且小孔右侧的轨道粗糙与带电小球间的滑动摩擦力为,试求带电小球最终停止的位置距P点的距离。

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
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如图所示,在xoy平面内第Ⅱ象限有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为N/C。y轴右侧有一个边界为圆形的匀强磁场区域,圆心O′位于x轴上,半径为r=0.02m,磁场最左边与y轴相切于O点,磁场方向垂直纸面向里。第Ⅰ象限内与x轴相距为m处,有一平行于x轴长为=0.04m的屏PQ,其左端P离y轴的距离为0.04m。一比荷为C/kg带正电的粒子,从电场中的M点以初速度m/s垂直于电场方向向右射出,粒子恰能通过y轴上的N点。已知M点到y轴的距离为s=0.01m,N点到O点的距离为m,不计粒子的重力。求:


(1)粒子通过N点时的速度大小与方向;
(2)要使粒子打在屏上,则圆形磁场区域内磁感应强度应满足的条件;
(3)若磁场的磁感应强度为T,且圆形磁场区域可上下移动,则粒子在磁场中运动的最长时间。

如图所示,间距为2l的两条水平虚线之间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电阻为R的单匝正方形闭合导体线框abcd,从磁场上方某一高度处自由下落,cd边恰好垂直于磁场方向匀速进入磁场。已知线框边长为l,线框平面保持在竖直平面内且cd边始终与水平的磁场边界平行,重力加速度为g,不考虑空气阻力。求:

(1)线框开始下落时,cd边到磁场上边界的高度;
(2)若线框ab边刚离开磁场区域时的速度与cd边刚进入磁场区域时的速度相等,则从cd边刚离开磁场区域到ab边离开磁场区域的过程中,线框中所产生的焦耳热。

如图所示,倾角为37°的光滑绝缘斜面与粗糙绝缘水平面平滑连接于B点,整个空间有水平向右的匀强电场。现一电荷量为q、质量为m带正电的小物块(可视为质点),从A点开始以速度v0沿斜面向下匀速运动。已知水平面与小物块的动摩擦因数为,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)匀强电场的场强大小;
(2)小物块在水平面上向左运动的最大距离。

如图所示为一质谱仪的构造原理示意图,整个装置处于真空环境中,离子源N可释放出质量均为m、电荷量均为q(q>0)的离子.离子的初速度很小,可忽略不计.离子经S1、S2间电压为U的电场加速后,从狭缝S3进入磁感应强度大小为B.方向垂直于纸面向外的匀强磁场中,沿着半圆运动到照相底片上的P点处,测得P到S3的距离为x.

求: (1)离子经电压为U的电场加速后的速度v; (2)离子的比荷(q/m)。

如图所示,与导轨等宽的导体棒ab放在水平的导轨上,导体棒的质量为2㎏,导轨的宽度L=0.5m,放在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面,当导体棒中通过5A的电流时,ab刚好向右做匀速运动。求:

⑴导体棒受到的安培力有多大?
⑵导体棒受到的摩擦力有多大?
(3)若导体棒中通过的电流为10A时,导体棒获得的加速度多大?

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