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题目
题型:期末题难度:来源:
如图,宽度分别为l1和l2的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向左。一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向,粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ的距离为d。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比。
答案
解:粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图所示,由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直,圆心O应在分界线上,OP长度即为粒子运动的圆弧的半径R。由几何关系得

 ①
设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得 ②
设P"为虚线与分界线的交点,∠POP"=α,则粒子在磁场中的运动时间为 ③
式中有 ④
粒子进入电场后做类平抛运动,其初速度为v,方向垂直于电场设粒子的加速度大小为a,由牛顿第二定律得qE=ma ⑤
由运动学公式有 ⑥
l2=vt2
由①②⑤⑥⑦式得 ⑧
由①③④⑦式得
核心考点
试题【如图,宽度分别为l1和l2的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向左。一带正电荷的粒子以速率v从磁场】;主要考察你对粒子在复合场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在上下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极,污水充满管口地从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积),下列说法中正确的是
[     ]
A.若污水中负离子较多,则N板比M板电势高
B.M板电势一定高于N板的电势
C.污水中离子浓度越高,电压表的示数越大
D.电压表的示数U与污水流量Q成正比
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由金属板制成的U形导体框架,宽度为d,以速度v1在垂直磁场方向的平面上匀速移动,磁场方向垂直纸面向里,从框架右边水平射入质量为m的带电油滴,相对地的速度为v2,方向水平向左,如果油滴恰好做匀速圆周运动。则
(1)油滴带何种电荷?油滴旋转的方向是顺时针还是逆时针?
(2)油滴运动的半径和周期各是多少?
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电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(即单位时间内通过管内横截面的流体的体积)。为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c。流量计的两端与输送流体的管道相连(图中虚线)。图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面。当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,I表示测量的电流值。已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为
[     ]
A.
B.
C.
D.
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医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度,电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的。使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差,在达到平衡时,血管内部的电场可看做是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零,在某次监测中,两触点间的距离为3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160μV,磁感应强度的大小为0.040 T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为

[     ]

A.1.3m/s,a正、b负
B.2.7m/s,a正、b负
C.1.3m/s,a负、b正
D.2.7m/s,a负、b正
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单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量(以下简称流量)。有一种利用电磁原理测量非磁性导电液体(如自来水、啤酒等)流量的装置,称为电磁流量计,它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。
传感器的结构如图所示,圆筒形测量管内壁绝缘,其上装有一对电极a和c,a、c间的距离等于测量管内径D,测量管的轴线与a、c的连线方向以及通电线圈产生的磁场方向三者相互垂直,当导电液体流过测量管时,在电极a、c间出现感应电动势E,并通过与电极连接的仪表显示出液体的流量Q。设磁场均匀恒定,磁感应强度为B。
(1)已知D=0.40 m,B=2.5×10-3 T,Q=0.12 m3/s,设液体在测量管内各处流速相同,试求E的大小(π取3.0);
(2)一新建供水站安装了电磁流量计,在向外供水时流量本应显示为正值,但实际显示却为负值。经检查,原因是误将测量管接反了,即液体由测量管出水口流入,从入水口流出。因水已加压充满管道,不便再将测量管拆下重装,请你提出使显示仪表的流量指示变为正值的简便方法;
(3)显示仪表相当于传感器的负载电阻,其阻值记为R。a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率的变化而变化,从而会影响显示仪表的示数。试以E、R、r为参量,给出电极a、c间输出电压U的表达式,并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。
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