如图甲所示,M、N为竖直放置的两块平行金属板,圆形虚线为与N相连且接地的圆形金属网罩(不计电阻)。PQ为与圆形网罩同心的金属收集屏,通过阻值为r0的电阻与大地相连。小孔s1、s2、圆心O与PQ中点位于同一水平线上。圆心角2θ=120°、半径为R的网罩内有大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场。M、N间相距且接有如图乙所示的随时间t变化的电压,(0tT),(t >T)(式中,T已知),质量为m电荷量为e的质子连续不断地经s1进入M、N间的电场,接着通过s2进入磁场。(质子通过M、N的过程中,板间电场可视为恒定,质子在s1处的速度可视为零,质子的重力及质子间相互作用均不计。)
(1)若质子在t >T时刻进入s1,为使质子能打到收集屏的中心需在圆形磁场区域加上一个匀强电场,求所加匀强电场的大小和方向?
(2)质子在哪些时间段内自s1处进入板间,穿出磁场后均能打到收集屏PQ上?
(3)若毎秒钟进入s1的质子数为n,则收集屏PQ电势稳定后的发热功率为多少?
高三物理计算题中等难度题
如图甲所示,M、N为竖直放置的两块平行金属板,圆形虚线为与N相连且接地的圆形金属网罩(不计电阻)。PQ为与圆形网罩同心的金属收集屏,通过阻值为r0的电阻与大地相连。小孔s1、s2、圆心O与PQ中点位于同一水平线上。圆心角2θ=120°、半径为R的网罩内有大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场。M、N间相距且接有如图乙所示的随时间t变化的电压,(0tT),(t >T)(式中,T已知),质量为m电荷量为e的质子连续不断地经s1进入M、N间的电场,接着通过s2进入磁场。(质子通过M、N的过程中,板间电场可视为恒定,质子在s1处的速度可视为零,质子的重力及质子间相互作用均不计。)
(1)若质子在t >T时刻进入s1,为使质子能打到收集屏的中心需在圆形磁场区域加上一个匀强电场,求所加匀强电场的大小和方向?
(2)质子在哪些时间段内自s1处进入板间,穿出磁场后均能打到收集屏PQ上?
(3)若毎秒钟进入s1的质子数为n,则收集屏PQ电势稳定后的发热功率为多少?
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图,在虚线空间内有一对彼此平行的金属导轨,宽为,与水平面的夹角为θ,导轨电阻不计。虚线空间内分布感应强度为B的垂直于导轨平面向上的匀强磁场。导轨的下端接一定值电阻R,上端通过导线与一对竖直放置的平行金属板相连接,两板间距为d,其间固定着一光滑绝缘直杆,它与平面也成θ角,杆上套一带电小球。当一电阻也为R的光滑导体棒ab沿导轨以速度v匀速下滑时,小球恰好能静止在绝缘直杆上。则以下说法正确的是 ( )
A.小球带正电 B.小球带负电
C.小球的比荷为 D.小球的比荷为
高三物理选择题简单题查看答案及解析
如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ,竖直放置,其间距为d,其电阻不计。金属棒ab垂直导轨放置,棒两端与导轨始终有良好接触,已知棒的质量为m,电阻为R,导轨下端通过导线与电阻相连,阻值也为R,整个装置处在垂直于导轨平面向外的匀强磁场中,磁感应强度为B。现使金属棒ab在竖直向上的恒力F=2mg的作用下沿导轨竖直向上运动,运动了时间t,金属棒ab的速度达到最大。
(1)求金属棒ab的最大速度;
(2)求该过程中通过金属棒cd的电荷量q和金属棒ab产生的焦耳热。
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如图甲所示,电阻不计且间距L=lm的光滑平行金属导轨竖直放置,上端接一阻值R=2Ω的电阻,虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场,现将质量m=0.l kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平。已知杆ab进入磁场时的速度v0 =1m/s,下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示,g取10 m/s2 ,则
A.匀强磁场的磁感应强度为1T
B.ab杆下落0.3 m时金属杆的速度为1 m/s
C.ab杆下落0.3 m的过程中R上产生的热量为0.2 J
D.ab杆下落0.3 m的过程中通过R的电荷量为0.25 C
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如图甲所示,电阻不计且间距L=1 m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端接一阻值R=2 Ω的电阻,虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=2T。现将质量m=0.1 kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平。金属杆从静止开始,下落0.3 m的过程中,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示,g取10 m/s2,求:
(1)金属杆刚进入磁场时,速度的大小v0;
(2)金属杆从静止开始下落0.3m的过程中,在电阻R上产生的热量Q;
(3)在图丙的坐标系中,定性画出回路中电流随时间变化的图线,并说明图线与坐标轴围成面积的物理意义(以金属杆进入磁场时为计时起点)。
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如图所示,竖直平面内有不计电阻的两组宽度均为的光滑平行金属导轨。其上方连接有一个阻值的定值电阻,两根完全相同、长度均为、电阻均为的金属杆放置在导轨上。两金属杆与导轨始终垂直且接触良好,虚线下方的区域内存在磁感应强度大小、方向垂直竖直平面向里的匀强磁场。现使金属杆1固定在磁场的上边界处,将金属杆2从磁场边界上方处由静止释放,进入磁场后金属杆2恰好做匀速运动。(重力加速度取)
(1)求金属杆的质量。
(2)保持金属杆1不动,将金属杆2从磁场边界上方处由静止释放,经过一段时间后金属杆2做匀速运动,此过程中整个回路产生了的热量,求在此过程中通过定值电阻某一横截面的电荷量。
(3)将金属杆2仍然从磁场边界上方处由静止释放,在金属杆2进入磁场的同时释放金属杆1,两金属杆运动一段时间后都开始做匀速运动,求两金属杆做匀速运动时的速度大小之和。
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如图甲所示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距为,两导轨上端接有电阻,阻值,虚线下方存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度为,现将质量为、电阻不计的金属杆ab,从上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触,且始终保持水平,不计导轨的电阻,已知金属板下落的过程中加速度a与下落距离h的关系如图乙所示,重力加速度,则( )
A.金属杆刚进入磁场时的速度为
B.下落了时速度为
C.金属杆下落的过程中,在电阻R上产生的热量为
D.金属杆下落的过程中,通过电阻R的电荷量为
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如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1 m,上端接有电阻R1=3 Ω,下端接有电阻R2=6 Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1 kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示. 求:
1.磁感应强度B;
2.杆下落0.2 m过程中通过电阻R2的电荷量q.
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如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1 kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示. 求:
(1)磁感应强度B;
(2)杆下落0.2 m过程中通过电阻R2的电荷量q.
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