(22分)如圖1所示，寬度為d的豎直狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)（邊界為L(zhǎng)1、L2），存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向上的周期性變化的電場(chǎng)（如圖2所示），電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0，E>0表示電場(chǎng)方向豎直向上。T=0時(shí)，一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后，做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的N2點(diǎn)。Q為線段N1N2的中點(diǎn)，重力加速度為g。上述d、E0、m、v、g為已知量。

(1)求微粒所帶電荷量和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

(2)求電場(chǎng)變化的周期T；

(3)改變寬度d，使微粒仍能按上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程通過(guò)相應(yīng)寬度的區(qū)域，求T的最小值。

 ⑦ 

聯(lián)立③④⑤⑥⑦得

   ⑧

電場(chǎng)變化的周期

   ⑨

（3）若微粒能完成題述的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，要求

   ⑩

聯(lián)立③④⑥得

  

設(shè)施直線運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為，由⑤⑩得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）某同學(xué)利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)“驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒”．
①請(qǐng)完善以下實(shí)驗(yàn)步驟：
a．用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光條的寬度，多次測(cè)量取平均值L；
b．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通氣源，再調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平位置；
c．將滑塊從圖示位置由靜止釋放，讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間△t；
d．計(jì)算出滑塊通過(guò)光電門(mén)的速度v=
 
（用上述測(cè)量出的物理量表示）．
②實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、
 
和
 
（用文字說(shuō)明和相應(yīng)字母表示）．
③本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較
 
和
 
，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等（用測(cè)量的物理量符號(hào)表示），從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．
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（2）某同學(xué)想測(cè)量某導(dǎo)電溶液的電阻率，先在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端各裝了一個(gè)電極（接觸電阻不計(jì)），兩電極相距L=0.700m，其間充滿(mǎn)待測(cè)的導(dǎo)電溶液．用如下器材進(jìn)行測(cè)量：
電壓表（量程l5V，內(nèi)阻約30kΩ）；     電流表（量程300μA，內(nèi)約50Ω）；
滑動(dòng)變阻器（10Ω，1A）；              電池組（電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=6Ω）；
單刀單擲開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．
下表是測(cè)量通過(guò)管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．實(shí)驗(yàn)中用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖3所示．
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240
根據(jù)以上所述請(qǐng)回答下面的問(wèn)題：
①玻璃管內(nèi)徑d=
 
mm．
②請(qǐng)?jiān)趫D2中補(bǔ)畫(huà)出未連接的導(dǎo)線．
③根據(jù)表數(shù)據(jù)在圖4坐標(biāo)中已描點(diǎn)，請(qǐng)作出U-I圖象，由圖象求出電阻R=
 
Ω（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．
④計(jì)算該導(dǎo)電溶液的電阻率表達(dá)式是：ρ=
 
 （用R、d、L表示）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2006?湖北模擬）某同學(xué)在做《自來(lái)水電阻率的測(cè)定》課題時(shí)，先在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端各裝了一個(gè)電極，用如圖1所示電路進(jìn)行測(cè)量．兩電極相距L=0.700m，其間充滿(mǎn)待測(cè)的自來(lái)水．圖中器材如下：

電壓表（量程15V，內(nèi)阻約30kΩ）、電流表（量程300μA，內(nèi)阻約50Ω）、滑動(dòng)變阻器（100Ω，1A）、電池組（電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=6Ω）、單刀單擲開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．
表是他測(cè)量通過(guò)管中自來(lái)水柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．實(shí)驗(yàn)中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖2所示
U/V 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 22 65 109 155 190 240
根據(jù)以上材料請(qǐng)回答下面的問(wèn)題：
（1）玻璃管內(nèi)徑d的測(cè)量值為
3.075
3.075
cm；
（2）根據(jù)表1數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)中作出U-I圖象，根據(jù)圖象求出電阻R=
4.6×104
4.6×104
Ω；
（3）用直接測(cè)量值計(jì)算自來(lái)水電阻率的公式是ρ=
πUd2
4IL
πUd2
4IL
，測(cè)量值為
49
49
Ω?m（保留兩位有效數(shù)字）；
（4）請(qǐng)?jiān)谔摼�框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量自來(lái)水電阻的電路圖．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）建筑、橋梁工程中所用的金屬材料（如鋼筋鋼梁等）在外力作用下會(huì)伸長(zhǎng)，其伸長(zhǎng)量不僅與和拉力的大小有關(guān)，還和金屬材料的橫截面積有關(guān)．人們發(fā)現(xiàn)對(duì)同一種金屬，其所受的拉力與其橫截面積的比值跟金屬材料的伸長(zhǎng)量與原長(zhǎng)的比值的比是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)叫做楊氏模量．用E表示，即：E=
( 
F
S
 )
( 
△L
L
 )
；某同學(xué)為探究其是否正確，根據(jù)下面提供的器材：不同粗細(xì)不同長(zhǎng)度的同種金屬絲；不同質(zhì)量的重物；螺旋測(cè)微器； 游標(biāo)卡尺；米尺；天平；固定裝置等．設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如圖1所示．
該同學(xué)取一段金屬絲水平固定在固定裝置上，將一重物掛在金屬絲的中點(diǎn)，其中點(diǎn)發(fā)生了一個(gè)微小下移h．用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑為D；用游標(biāo)卡尺測(cè)得微小下移量為h；用米尺測(cè)得金屬絲的原長(zhǎng)為2L；用天平測(cè)出重物的質(zhì)量m（不超量程）．
①在一次測(cè)量中：
a．螺旋測(cè)微器如圖2甲所示，其示數(shù)為
3.853
3.853
mm；
b．游標(biāo)卡尺如圖2乙所示，其示數(shù)為
11.14
11.14
mm；

②用以上測(cè)量量的字母表示該金屬的楊氏模量的表達(dá)式為：E=
2mgL
L2+h2
πD2h(
L2+h2
-L)
2mgL
L2+h2
πD2h(
L2+h2
-L)
．
（2）在探究“牛頓第二定律”時(shí)，某小組設(shè)計(jì)雙車(chē)位移比較法來(lái)探究加速度與力的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，將軌道分上下雙層排列，兩小車(chē)后的剎車(chē)線穿過(guò)尾端固定板，由安裝在后面的剎車(chē)系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行控制（未畫(huà)出剎車(chē)系統(tǒng)）．通過(guò)改變砝碼盤(pán)中的砝碼來(lái)改變拉力大小．通過(guò)比較兩小車(chē)的位移來(lái)比較兩小車(chē)的加速度大小，是因?yàn)槲灰婆c加速度的關(guān)系式為
s=
1
2
at2；
s=
1
2
at2；
．已知兩車(chē)質(zhì)量均為200g，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表中所示：
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 小車(chē) 拉力F/N 位移s/cm 拉力比F甲/F乙 位移比s甲/s乙
1 甲 0.1 22.3 0.50 0.51
乙 0.2 43.5
2 甲 0.2 29.0 0.67 0.67
乙 0.3 43.0
3 甲 0.3 41.0 0.75 0.74
乙 0.4 55.4
分析表中數(shù)據(jù)可得到結(jié)論：
在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車(chē)質(zhì)量保持不變時(shí)，由于s∝F說(shuō)明a∝F；
在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車(chē)質(zhì)量保持不變時(shí)，由于s∝F說(shuō)明a∝F；
．
該裝置中的剎車(chē)系統(tǒng)的作用是
控制兩車(chē)同時(shí)運(yùn)動(dòng)和同時(shí)停止；
控制兩車(chē)同時(shí)運(yùn)動(dòng)和同時(shí)停止；
．
為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，你認(rèn)為還可以進(jìn)行哪些方面的改進(jìn)？（只需提出一個(gè)建議即可）
調(diào)整兩木板平衡摩擦力（或使砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量等）．
調(diào)整兩木板平衡摩擦力（或使砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量等）．
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（08年天津卷）(22分)磁懸浮列車(chē)是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如下模型，固定在列車(chē)下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長(zhǎng)邊MN長(zhǎng)為l，平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖1所示。列車(chē)軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為λ，最大值為B0，如圖2所示，金屬框同一長(zhǎng)邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，整個(gè)磁場(chǎng)以速度v0沿Ox方向勻速平移。設(shè)在短暫時(shí)間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化可以忽略，并忽略一切阻力。列車(chē)在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時(shí)刻速度為v(v<v0)。

（1）簡(jiǎn)要敘述列車(chē)運(yùn)行中獲得驅(qū)動(dòng)力的原理；

（2）為使列車(chē)獲得最大驅(qū)動(dòng)力，寫(xiě)出MN、PQ邊應(yīng)處于磁場(chǎng)中的什么位置及λ與d之間應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系式：

（3）計(jì)算在滿(mǎn)足第（2）問(wèn)的條件下列車(chē)速度為v時(shí)驅(qū)動(dòng)力的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某同學(xué)在做課題研究時(shí)，打算測(cè)定自來(lái)水的電阻率。他先在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端各裝了一個(gè)電極，兩電極相距L=0.700m.期間充滿(mǎn)待測(cè)的自來(lái)水。并設(shè)計(jì)如圖1所示電路。選用器材如下:電壓表（量程15V，內(nèi)阻約30）、電流表（量程300,內(nèi)阻約50）滑動(dòng)變阻器（100，1A）、電池組（電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=6）、單刀單擲開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。

下表是他測(cè)量通過(guò)管中自來(lái)水柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．實(shí)驗(yàn)中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖2所示。

U/V

1.0

3.0

5.0

7.0

9.0

11.0

22

65

109

155

190

240

根據(jù)以上材料請(qǐng)回答下面的問(wèn)題：

（1）玻璃管內(nèi)徑d的測(cè)量值為                 cm；

（2）根據(jù)上表數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)中作出U-I圖象，并根據(jù)圖象求出電阻R=          ;

（3）用直接測(cè)量值計(jì)算自來(lái)水電阻率的公式是=         ，測(cè)量值為           （保留兩位有效數(shù)字）；

（4）請(qǐng)你根據(jù)設(shè)計(jì)好的電路連接實(shí)物圖。

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