y軸正方向.場(chǎng)強(qiáng)大小保持不變.求在0-0.8s內(nèi)帶電物體電勢(shì)能的變化量. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖所示，為空間直角坐標(biāo)系，其中y軸正方向豎直向上。在整個(gè)空間中存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。現(xiàn)有一質(zhì)量為、電荷量為q（q＞0）的帶電小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿x軸正方向射出，重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計(jì)。
（1）若在整個(gè)空間加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O射出恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小以及小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)第一次通過z軸的坐標(biāo)；
（2）若改變第（1）問中所加電場(chǎng)的大小和方向，小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O射出恰好沿x軸做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求此時(shí)所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小；
（3）若保持第（2）問所加的勻強(qiáng)電場(chǎng)不變而撤去原有的磁場(chǎng)，小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿x軸正方向射出后，將通過A點(diǎn)，已知A點(diǎn)的x軸坐標(biāo)數(shù)值為，求小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功的功率。

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如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xoy中，在0≤y≤b且x＞0的區(qū)域Ⅰ內(nèi)分布著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E；在0≤y≤b且x＜0的區(qū)域Ⅱ內(nèi)分布著沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度也為E；在y＞b的區(qū)域Ⅲ和y＜0的區(qū)域Ⅳ內(nèi)存在垂直于紙面向里、大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m，電荷量為+q的粒子由P(b， 0)點(diǎn)靜止釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速和磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后又回到P點(diǎn)。已知粒子在磁場(chǎng)區(qū)域Ⅲ和Ⅳ中始終做軌道半徑為b的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。粒子重力不計(jì)且不考慮磁場(chǎng)變化所引起的電場(chǎng)效應(yīng)。

(1) 求粒子繞行第1圈又回到P點(diǎn)時(shí)獲得的動(dòng)能Ek

(2) 求粒子繞行第1圈又回到P點(diǎn)所用時(shí)間t

(3) 為使粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)始終保持在半徑為b的圓軌道上，磁場(chǎng)必須不斷遞增，求區(qū)域Ⅲ磁感應(yīng)強(qiáng)度B和區(qū)域Ⅳ磁感應(yīng)強(qiáng)度B′之間應(yīng)滿足的比例關(guān)系式

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m,t
（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向；
（2）求帶電物體在0.5s內(nèi)經(jīng)過的路程；
（3）若在第0.6s末突然將勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向變?yōu)檠貀軸正方向，場(chǎng)強(qiáng)大小保持不變。求在0-0.8s內(nèi)帶電物體電勢(shì)的變化量。

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16分）如圖甲所示，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上邊界OM水平，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，OM為x軸，豎直向下為y軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在x方向保持不變、y軸方向按B＝ky變化，k為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd從圖示位置靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中線框經(jīng)絡(luò)在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)線框下降h0（h0＜L）高度時(shí)達(dá)到最大速度，線框cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始做勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。求：

（1）線框下降h0高度時(shí)速度大小v1和勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小v2；

（2）線框從開始釋放到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的電能ΔE；

（3）若將線框從圖示位置以水平向右的速度v0拋出，在圖乙中大致畫出線框上a點(diǎn)的軌跡。

 

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16分）如圖甲所示，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上邊界OM水平，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，OM為x軸，豎直向下為y軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在x方向保持不變、y軸方向按B＝ky變化，k為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd從圖示位置靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中線框經(jīng)絡(luò)在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)線框下降h0（h0＜L）高度時(shí)達(dá)到最大速度，線框cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始做勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。求：
（1）線框下降h0高度時(shí)速度大小v1和勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小v2；
（2）線框從開始釋放到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的電能ΔE；
（3）若將線框從圖示位置以水平向右的速度v0拋出，在圖乙中大致畫出線框上a點(diǎn)的軌跡。

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一、1、C 2、B  3、C 4、C 5、C 6、C 7、D 8、ACD

二、實(shí)驗(yàn)題：（18分）將答案填在題目的空白處，或者要畫圖連線。

9、（9分）①（2分）P

②（3分）3.66×10-3(或3.7×10-3); 0.54%

在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，可認(rèn)為系統(tǒng)在碰前的動(dòng)量和碰后的支量是相等的。

③（2分）D

④（2分）

10、（9分）（1）（3分）2.90，3.50，V1，（2）（6分）E＝b/（1－k），I不可以，U1－U2，        

三、本大題共三小題共計(jì)54分．解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題．答案中必須明確寫出數(shù)值和單位

11、（16分）（1）（4分）加速度大小  a = 20m/s2             （1分）

            根據(jù)牛頓第二定律  Eq = ma         （1分）

            解得場(chǎng)強(qiáng)    E = 2.0×104N/C         （1分）

                        方向沿x軸負(fù)方向      （1分）

（2）（6分）物體在O點(diǎn)的初速度    v0 = 6.0m/s   （1分）    

減速時(shí)間    t1 =  = 0.3s          （1分）

0.3s內(nèi)經(jīng)過的路程  x1 = = 0.9 m  （1分）

            后0.2s物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過的路程

                                x2 = = 0.4m     （1分）

0.5s內(nèi)物體經(jīng)過的路程   s = x1+x2 = 1.3m    （2分）

（3）（6分）第0.6s末帶電物體回到坐標(biāo)原點(diǎn)O          （1分）

之后的0.2s物體以初速度v0做類平拋運(yùn)動(dòng)

            在y方向根據(jù)牛頓第二定律

                  Eq ? mg = ma′  （1分）

                        （1分）

             解得物體在y方向經(jīng)過的距離y0 = 0.2m  （1分）

             電場(chǎng)力做功  W = Eq y0 = 8.0×10-3J      （1分）

             所以電勢(shì)能減少8.0×10-3J         　　 （1分）

             （或電勢(shì)能的變化量為　∆EP = ? 8.0×10-3J）

12、（18分）（1）飛機(jī)水平速度不變                                 （1分）

y方向加速度恒定                                           （2分）

消去t即得                                                （2分）

由牛頓第二定律                        （3分）

（2）升力做功                             （3分）

在h處                                       （3分）

∴                               （4分）

 

13、（20分）（1）當(dāng)ab剛處于磁場(chǎng)時(shí)燈正好正常工作，U外=U，U內(nèi)=2U，

                （6分）

（2）因?yàn)閯蛩僖苿?dòng)，所以在磁場(chǎng)區(qū)域經(jīng)過棒ab的過程中，燈一直正常工作，故等L1消耗的電能為                   （6分）

（3）棒與燈1并聯(lián)后，再與2串聯(lián)，所以要保證燈2不會(huì)燒壞就可以，即以燈2正常工作為準(zhǔn)。（8分）

 

 

 


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