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带电粒子在电场中运动的综合应用
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如图所示,直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上,挡板与台面均固定不动。线圈c1c2c3的匝数为n,其端点c1、c3通过导线分别与电阻
网友投稿 2022-12-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示,直线形挡板p
1
p
2
p
3
与半径为r的圆弧形挡板p
3
p
4
p
5
平滑连接并安装在水平台面b
1
b
2
b
3
b
4
上,挡板与台面均固定不动。线圈c
1
c
2
c
3
的匝数为n,其端点c
1
、c
3
通过导线分别与电阻R
1
和平行板电容器相连,电容器两极板间的距离为d,电阻R
1
的阻值是线圈c
1
c
2
c
3
阻值的2倍,其余电阻不计,线圈c
1
c
2
c
3
内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B随时间均匀增大。质量为m的小滑块带正电,电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度v
0
从p
1
位置出发,沿挡板运动并通过p
5
位置。若电容器两板间的电场为匀强电场,p
1
、p
2
在电场外,间距为L,其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ,其余部分的摩擦不计,重力加速度为g。求:
(1)小滑块通过p
2
位置时的速度大小。
(2)电容器两极板间电场强度的取值范围。
(3)经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围。
◎ 答案
解:(1)小滑块运动到位置p
2
时速度为v
1
,由动能定理有:
-umgL=
①
v
1
=
②
(2)由题意可知,电场方向如图,若小滑块能通过位置p,则小滑块可沿挡板运动且通过位置p
5
,设小滑块在位置p的速度为v,受到的挡板的弹力为N,匀强电场的电场强度为E,由动能定理有:
-umgL-2rEqs=
③
当滑块在位置p时,由牛顿第二定律有:N+Eq=m
④
由题意有:N≥0 ⑤
由以上三式可得:E≤
⑥
E的取值范围:0<E≤
⑦
(3)设线圈产生的电动势为E
1
,其电阻为R,平行板电容器两端的电压为U,t时间内磁感应强度的变化量为△B,得: U=Ed ⑧
由法拉第电磁感应定律得E
1
=n
⑨
由全电路的欧姆定律得E
1
=I(R+2R)⑩
U=2RI
经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围:0<
≤
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上,挡板与台面均固定不动。线圈c1c2c3的匝数为n,其端点c1、c3通过导线分别与电阻…”主要考查了你对 【动能定理】,【带电粒子在电场中运动的综合应用】,【电磁感应现象中的磁变类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202212/408971.html
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