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题文

23.(16分)如图1所示,宽度为的竖直狭长区域内(边界为),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为表示电场方向竖直向上。时,一带正电、质量为的微粒从左边界上的点以水平速度射入该区域,沿直线运动到点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的点。为线段的中点,重力加速度为g。上述为已知量。

(1)求微粒所带电荷量和磁感应强度的大小;
(2)求电场变化的周期
(3)改变宽度,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求的最小值。

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
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“要打战必打胜战”,我人民海军为此进行登陆演练,假设一艘战舰因吨位大吃水太深,只能停锚在离海岸登陆点x=1 km处.登陆队员需要从较高的军舰甲板上,利用绳索下滑到登陆快艇上再行登陆接近目标,若绳索两端固定好后,与竖直方向的夹角θ=37°,为保证行动最快,队员甲先匀加速滑到某最大速度,再靠摩擦匀减速滑至快艇,速度刚好为零,在队员甲开始下滑时,队员乙在甲板上同时开始向快艇以速度平抛救生圈,第一个刚落到快艇,接着抛第二个,结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达快艇(快艇可视为质点),若人的质量m,重力加速度g=10 m/s2,问:

(1)军舰甲板到快艇的竖直高度H为多少?
队员甲在绳索上运动的时间t0为多少?
(2)若加速过程与减速过程中的加速度大小相等,则队员甲在何处速度最大?最大速度多大?
(3)若登陆艇额定功率5 kW,载人后连同装备总质量为103 kg,从静止开始以最大功率向登陆点加速靠近,到达岸边时刚好能达到最大速度10 m/s,若登陆舰前进时阻力恒定,则登陆艇运动的时间t′为多少?

如图所示,在纸平面内建立如图所示的直角坐标系xoy,在第一象限的区域存在沿y轴正方向的匀强电场。现有一质量为m、电量为e的电子从第一象限的某点P()以初速度v0沿x轴的负方向开始运动,经过轴上的点Q()进入第四象限,先做匀速直线运动然后进入垂直纸面的矩形匀强磁场区域,其左边界和上边界分别与y轴、x轴重合,电子经磁场偏转后恰好经过坐标原点O并沿y轴的正方向运动,不计电子的重力。求:

(1)电子经过Q点的速度
(2)该匀强磁场的磁感应强度
(3)该匀强磁场的最小面积S。

如图所示,空间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场交界于虚线,电场强度为,虚线下方匀强磁场范围足够大,磁感应强度为,现有质量为、电量为的带正电粒子从距电磁场边界处无初速释放(带电粒子重力可忽略不计).求:

(1)带电粒子刚离开电场时速度大小;
(2)带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径;
(3)带电粒子第一次在匀强磁场中运动的时间.

一电阻为R的金属圆环,放在匀强磁场中,磁场与圆环所在平面垂直,如图(a)所示,已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图(b)所示,图中的最大磁通量和变化周期T都是已知量,求:

(1)在t=0到t= T/4的时间内,通过金属圆环横截面的电荷量q
(2)在t=0到t=2T的时间内,金属环所产生的电热Q.

如图所示,水平面上有两根相距0.5 m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体棒长L=0.5m,其电阻为r,与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B="0.4" T。现使的速度向右做匀速运动。求:

(1)中的感应电动势多大?
(2)中电流的方向如何?
(3)若定值电阻R=3.0Ω,导体棒的电阻r=1.0Ω,则电路中的电流多大?

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