題目列表(包括答案和解析)
如圖所示,在距水平地面一定高度處以初速度v0水平拋出一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為Q的帶正電的小球.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的空間范圍內(nèi)不存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí),小球的落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)之間有相應(yīng)的一段水平距離(即射程),已知重力加速度為g.
(1)若在此空間加上一個(gè)豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)使小球的射程增加為原來(lái)的1/2倍,試求此電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度.
(2)若除存在上述電場(chǎng)外,還存在一個(gè)與v0方向垂直的水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng),使小球拋出后恰好能做勻速直線運(yùn)動(dòng).試求此勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.
(3)若在空間存在上述的電場(chǎng)和磁場(chǎng),而將帶電小球的初速度大小變?yōu)?v0(方向不變),試說(shuō)明小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能最小時(shí)的速度方向.
(1)若在此空間加上一個(gè)豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)使小球的射程增加為原來(lái)的2倍,試求此電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度;
(2)若除存在上述電場(chǎng)外,還存在一個(gè)與v0方向垂直的水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng),使小球拋出后恰好能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。試求此勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(3)若在空間存在上述的電場(chǎng)和磁場(chǎng),而將帶電小球的初速度大小變?yōu)関0/2(方向不變),且小球并沒(méi)有落至地面,試說(shuō)明小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能最大時(shí)的速度方向。
如圖甲所示,空間Ⅰ區(qū)域存在方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),左右邊界線MN與PQ相互平行,MN右側(cè)空間Ⅱ區(qū)域存在一周期性變化的勻強(qiáng)電場(chǎng),方向沿紙面垂直MN邊界,電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定向左為電場(chǎng)的正方向).一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,在t=0時(shí)刻從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),粒子重力不計(jì).
(1)若場(chǎng)強(qiáng)大小E1=E2=E,A點(diǎn)到MN的距離為L(zhǎng),為使粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度最大,交變電場(chǎng)變化周期的最小值T0應(yīng)為多少?粒子的最大速度v0為多大?
(2)設(shè)磁場(chǎng)寬度為d,改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小,使粒子以速度v1進(jìn)入磁場(chǎng)后都能從磁場(chǎng)左邊界PQ穿出,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B滿足的條件及該粒子穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)間t的范圍.
(3)若電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E1=2E0,E2=E0,電場(chǎng)變化周期為T(mén),t=0時(shí)刻從電場(chǎng)中A點(diǎn)釋放的粒子經(jīng)過(guò)n個(gè)周期正好到達(dá)MN邊界,假定磁場(chǎng)足夠?qū),粒子?jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后又回到電場(chǎng)中,向右運(yùn)動(dòng)的最大距離和A點(diǎn)到MN的距離相等.求粒子到達(dá)MN時(shí)的速度大小v和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B.
如圖甲所示,空間Ⅰ區(qū)域存在方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),左右邊界線MN與PQ相互平行,MN右側(cè)空間Ⅱ區(qū)域存在一周期性變化的勻強(qiáng)電場(chǎng),方向沿紙面垂直MN邊界,電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定向左為電場(chǎng)的正方向).一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,在t=0時(shí)刻從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),粒子重力不計(jì).
(1)若場(chǎng)強(qiáng)大小E1=E2=E,A點(diǎn)到MN的距離為L(zhǎng),為使粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度最大,交變電場(chǎng)變化周期的最小值T0應(yīng)為多少?粒子的最大速度v0為多大?
(2)設(shè)磁場(chǎng)寬度為d,改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小,使粒子以速度v1進(jìn)入磁場(chǎng)后都能從磁場(chǎng)左邊界PQ穿出,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B滿足的條件及該粒子穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)間t的范圍.
(3)若電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E1=2E0,E2=E0,電場(chǎng)變化周期為T(mén),t=0時(shí)刻從電場(chǎng)中A點(diǎn)釋放的粒子經(jīng)過(guò)n個(gè)周期正好到達(dá)MN邊界,假定磁場(chǎng)足夠?qū)挘W咏?jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后又回到電場(chǎng)中,向右運(yùn)動(dòng)的最大距離和A點(diǎn)到MN的距離相等.求粒子到達(dá)MN時(shí)的速度大小v和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B.
一、單項(xiàng)選擇題
1、B 2、A 3、C 4、B 5、A
二、多項(xiàng)選擇題
6、ABD 7、BD 8、BCD 9、BD
三、簡(jiǎn)答題
10、⑴60; ⑵7.18; ⑶3.59
11、(1)0.1s內(nèi)放電的電量 (2分) (2)5.52×10
(3)6.9×10
12、(1)
實(shí)驗(yàn)原理圖(圖略):電流表外接法(2分) 滑動(dòng)變阻器為限流器 (2分)
(2)半導(dǎo)體 (2分)
(3)右 (2分) t=
四、論述計(jì)算題
13、(12分)(1)由粒子的飛行軌跡,利用左手定則可知,該粒子帶負(fù)電荷。
粒子由 A點(diǎn)射入,由 C點(diǎn)飛出,其速度方向改變了 90°,則粒子軌跡半徑
1
又 2
則粒子的比荷 3
(2)粒子從 D 點(diǎn)飛出磁場(chǎng)速度方向改變了 60°角,故
AD 弧所對(duì)圓心角 60°,粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑
4
又 5
所以 6
粒子在磁場(chǎng)中飛行時(shí)間 7
14、(14分)解:(1)、(2)設(shè):小球在C點(diǎn)的速度大小是Vc,對(duì)軌道的壓力大小為NC,則對(duì)于小球由A→C的過(guò)程中,應(yīng)用動(dòng)能定律列出:
…………………①
在C點(diǎn)的圓軌道徑向應(yīng)用牛頓第二定律,有:
……………………………②
解得:………③
…………………………④
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