(1)若b點(diǎn)在電場(chǎng)內(nèi).要使粒子過(guò)b點(diǎn).求該電場(chǎng)的左邊界與b點(diǎn)的距離.(2) 若b點(diǎn)在電場(chǎng)外.在第一象限緊挨電場(chǎng)右側(cè)加一個(gè)垂直于XOY平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).該磁場(chǎng)足夠大.使得粒子也能過(guò)b點(diǎn)且速度方向沿X軸正方向.求該電場(chǎng)的左邊界與b點(diǎn)的距離. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

精英家教網(wǎng)如圖所示，一帶電粒子從Y軸上的a點(diǎn)以平行于X軸的方向射入第一象限區(qū)域，射入的速度為v0．帶電粒子的質(zhì)量為m，帶負(fù)電，電荷量為q．為了使帶電粒子通過(guò)X軸上的b點(diǎn)，可在第一象限的某區(qū)域加一個(gè)沿Y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，電場(chǎng)區(qū)域沿Y軸方向無(wú)限長(zhǎng)，沿X方向的寬度為s．已知Oa=L，Ob=2s，不計(jì)帶電粒子的重力．
（1）若b點(diǎn)在電場(chǎng)內(nèi)，要使粒子過(guò)b點(diǎn)，求該電場(chǎng)的左邊界與b點(diǎn)的距離．
（2）若b點(diǎn)在電場(chǎng)外，在第一象限緊挨電場(chǎng)右側(cè)加一個(gè)垂直于XOY平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)足夠大，使得粒子也能過(guò)b點(diǎn)且速度方向沿X軸正方向，求該電場(chǎng)的左邊界與b點(diǎn)的距離．

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某同學(xué)設(shè)想用帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡做出“0”、“8”字樣，首先，如圖甲所示，在真空空間的豎直平面內(nèi)建立xoy坐標(biāo)系，在y1=0.1m和y2= -0.1m處有兩個(gè)與x軸平行的水平界面PQ和MN把空間分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，在三個(gè)區(qū)域中分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1、B2、B3，其大小滿足B2=2B1=2B3=0.02T，方向如圖甲所示。在Ⅱ區(qū)域中的y軸左右兩側(cè)還分別存在勻強(qiáng)電場(chǎng)E1、E2（圖中未畫(huà)出），忽略所有電、磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng). ABCD是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心對(duì)稱(chēng)的正方形，其邊長(zhǎng)L=0.2m。現(xiàn)在界面PQ上的A處沿y軸正方向發(fā)射一比荷q/m=108c/kg的帶正電荷的粒子（重力不計(jì)），粒子恰能沿圖中實(shí)線途經(jīng)B、C、D三點(diǎn)后回到A點(diǎn)并做周期性運(yùn)動(dòng)，軌跡構(gòu)成一個(gè)“0”字.己知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時(shí)均做直線運(yùn)動(dòng).

（1）求E1、E2場(chǎng)的大小和方向

（2）若去掉Ⅱ和Ⅲ區(qū)域中的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，其他條件不變，仍在處以相同的速度發(fā)射相同的粒子，請(qǐng)?jiān)冖蚝廷髤^(qū)域內(nèi)重新設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡成為上、下對(duì)稱(chēng)的“8”字，且粒子運(yùn)動(dòng)的周期跟甲圖中相同，請(qǐng)通過(guò)必要的計(jì)算和分析，求出你所設(shè)計(jì)的“場(chǎng)”的大小、方向和區(qū)域，并在乙圖中描繪出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和你所設(shè)計(jì)的“場(chǎng)”（上面半圓軌跡己在圖中畫(huà)出）

 

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如圖所示，一帶電粒子從Y軸上的a點(diǎn)以平行于X軸的方向射入第一象限區(qū)域，射入的速度為v0．帶電粒子的質(zhì)量為m，帶負(fù)電，電荷量為q．為了使帶電粒子通過(guò)X軸上的b點(diǎn)，可在第一象限的某區(qū)域加一個(gè)沿Y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，電場(chǎng)區(qū)域沿Y軸方向無(wú)限長(zhǎng)，沿X方向的寬度為s．已知Oa=L，Ob=2s，不計(jì)帶電粒子的重力．
（1）若b點(diǎn)在電場(chǎng)內(nèi)，要使粒子過(guò)b點(diǎn)，求該電場(chǎng)的左邊界與b點(diǎn)的距離．
（2）若b點(diǎn)在電場(chǎng)外，在第一象限緊挨電場(chǎng)右側(cè)加一個(gè)垂直于XOY平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)足夠大，使得粒子也能過(guò)b點(diǎn)且速度方向沿X軸正方向，求該電場(chǎng)的左邊界與b點(diǎn)的距離．

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某同學(xué)設(shè)想用帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡做出“0”、“8”字樣，首先，如圖甲所示，在真空空間的豎直平面內(nèi)建立xoy坐標(biāo)系，在y1=0.1m和y2= -0.1m處有兩個(gè)與x軸平行的水平界面PQ和MN把空間分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，在三個(gè)區(qū)域中分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1、B2、B3，其大小滿足B2=2B1=2B3=0.02T，方向如圖甲所示。在Ⅱ區(qū)域中的y軸左右兩側(cè)還分別存在勻強(qiáng)電場(chǎng)E1、E2（圖中未畫(huà)出），忽略所有電、磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng). ABCD是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心對(duì)稱(chēng)的正方形，其邊長(zhǎng)L=0.2m�，F(xiàn)在界面PQ上的A處沿y軸正方向發(fā)射一比荷q/m=108c/kg的帶正電荷的粒子（重力不計(jì)），粒子恰能沿圖中實(shí)線途經(jīng)B、C、D三點(diǎn)后回到A點(diǎn)并做周期性運(yùn)動(dòng)，軌跡構(gòu)成一個(gè)“0”字.己知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時(shí)均做直線運(yùn)動(dòng).

（1）求E1、E2場(chǎng)的大小和方向

（2）若去掉Ⅱ和Ⅲ區(qū)域中的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，其他條件不變，仍在處以相同的速度發(fā)射相同的粒子，請(qǐng)?jiān)冖蚝廷髤^(qū)域內(nèi)重新設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡成為上、下對(duì)稱(chēng)的“8”字，且粒子運(yùn)動(dòng)的周期跟甲圖中相同，請(qǐng)通過(guò)必要的計(jì)算和分析，求出你所設(shè)計(jì)的“場(chǎng)”的大小、方向和區(qū)域，并在乙圖中描繪出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和你所設(shè)計(jì)的“場(chǎng)”（上面半圓軌跡己在圖中畫(huà)出）

 

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如圖所示，一帶電粒子從y軸上的a點(diǎn)以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域，射入的速度為v0．帶電粒子的質(zhì)量為m，帶負(fù)電，電荷量為q．為了使帶電粒子通過(guò)x軸上的b點(diǎn)，可在第一象限的某區(qū)域加一個(gè)沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，電場(chǎng)區(qū)域沿y軸方向無(wú)限長(zhǎng)，沿x方向的寬度為s．已知Oa＝L，不計(jì)帶電粒子的重力．

(1)若b點(diǎn)在電場(chǎng)內(nèi)，要使粒子過(guò)b點(diǎn)，求該電場(chǎng)的左邊界與b點(diǎn)的距離；

(2)若b點(diǎn)在電場(chǎng)外，在第一象限緊挨電場(chǎng)右側(cè)加一個(gè)垂直于xOy平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)足夠大，使得粒子也能過(guò)b點(diǎn)且速度方向沿x軸正方向，求該電場(chǎng)的左邊界與b點(diǎn)的距離．

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一、1、AD 2、AC 3、A 4、A 5、BC 6、B 7、C 8、D

9、AC 10、BD 11、D 12、BC

二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題共18分）將答案填在橫線上或作圖和連線.

13、（8分）（1）d（2分）   0.70 （2分）  （2）24（2分）   小于（2分）

 

14、（10分）（1）（5分）

 

 

 

 

 

 

 

（2）c．調(diào)節(jié)R ，使電壓表示數(shù)為6V  （2分）

e．在導(dǎo)電紙上移動(dòng)探針，找此基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn)。并壓印在白紙上（3分）

 

三、本大題共四小題共計(jì)54分．解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟．只寫(xiě)出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題．答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位

15、（12分）設(shè)他從家門(mén)口到學(xué)校門(mén)口所用時(shí)間為t，腳蹬板的線速度為，輪盤(pán)邊緣的線速度為，飛輪邊緣的線速度為，后車(chē)輪邊緣的線速度為。

由線速度的定義式有：………………………………①（2分）

        由腳蹬板與輪盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相同有：………………②（2分）

由飛輪與后車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相同有： ………………③（2分）

因?yàn)檩啽P(pán)與飛輪之間用鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，它們邊緣上的線速度相同，即：

…………………………………………………④（2分）

車(chē)輪邊緣的線速度與自行車(chē)行駛的速度大小相等，則距離為：

…………………………………………………⑤（2分）

由以上各式得：………………………………………⑥（2分）

16、（13分）（1）當(dāng)以CD為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， AB棒切割磁感線，當(dāng)轉(zhuǎn)到AD邊豎直時(shí)

（1分）

   （2分）

AB受到的水平外力應(yīng)等于AB邊受到的安培力

（2分）

（2）在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線圈內(nèi)產(chǎn)生了交變電流，從開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到AD邊豎直可視為正弦交變電流的0到T/4   （1分）

所以Q=0.00196J（2分）

（3）當(dāng)以CD為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，僅AB棒切割磁感線。

（1分）

當(dāng)以AB為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，僅CD棒切割磁感線。

（2分）

第一個(gè)周期內(nèi)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差隨時(shí)間變化的關(guān)系為

   

 

 

 

 

（2分）

 

17、（14分）（1）帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)后沿X方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿Y方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；

根據(jù)牛頓第二定律得，帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：

               a=                     （1分）

帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)后在X方向的位移為l，在Y方向的位移為L，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，有

l=v0t                     （1分）

L=t2                   （2分）

消去t，解得： l=              

即該電場(chǎng)的左邊界與b點(diǎn)的距離為（2分）

（2）分析可知，磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直XOY平面向外，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。

設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的速率為v ，運(yùn)動(dòng)半徑為R，則

由Bqv =               （1分）

得R=                （1分）

由幾何關(guān)系可知：

   　 AC=R sinθ              （1分）

所以l = s+AC =s+sinθ　    （2分）

其中：sinθ = =       （1分）

 所以：   l = s+? =s+  （2分）

18、（15分）（1）對(duì)水平管中的物體分析，物體能保持靜止，有：

， （1分）  解出  （2分）

（2）物體進(jìn)入水平管時(shí)，摩擦力的大小與右端進(jìn)入水平管的距離之間的關(guān)系是：

   ，作出圖：（2分）

從圖中曲線和坐標(biāo)軸所圍的面積可以求出物體在進(jìn)入水平管的過(guò)程中，克服阻力所做的功：。（2分）

減小的重力勢(shì)能（2分）

能夠全部進(jìn)入管中，重力勢(shì)能必大于或等于克服阻力所做的功，

即：，解出。（2分）

（3）當(dāng)時(shí)，物體全部進(jìn)入水平管中，設(shè)右端進(jìn)入水平管的距離為，則物體克服阻力所做的功（2分）

減小的重力勢(shì)能

由解出（2分）

（用平均值求摩擦力的功同樣給分）

 

 


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