15(2008年上海市長(zhǎng)寧區(qū)4月模擬)如圖所示,質(zhì)量為m、電量為e的電子,由a點(diǎn)以速率v豎直向上射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后由b點(diǎn)以不變的速率v反方向飛出,已知ab長(zhǎng)為L.試求
(1)電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中飛行時(shí)的加速度,并說(shuō)明電子在磁場(chǎng)中作什么運(yùn)動(dòng);
(2)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向.
解:(1)電子的加速度大小
方向不斷變化
電子從a -b作勻速圓周運(yùn)動(dòng)
(2)
解得 B的方向垂直紙面向里
16(2007江蘇南京期末)如圖所示,橫截面為矩形的管道中,充滿了水銀,管道的上下兩壁為絕緣板,左右兩壁為導(dǎo)體板,(圖中斜線部分),兩導(dǎo)體板被一無(wú)電阻的導(dǎo)線短接。管道的高度為,寬度為,長(zhǎng)度為。加在管道兩端截面上的壓強(qiáng)差恒為,水銀以速度沿管道方向流動(dòng)時(shí),水銀受到管道的阻力與速度成正比,即(為已知量)。求:
(1)水銀的穩(wěn)定速度為多大?
(2)如果將管道置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)與絕緣壁垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為,方向向上,此時(shí)水銀的穩(wěn)定流速又是多大?(已知水銀的電阻率為,磁場(chǎng)只存在于管道所在的區(qū)域,不考慮管道兩端之外的水銀對(duì)電路的影響)
答案:(1),
(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))
電阻
由歐姆定律得
由平衡條件可得
所以
17(北京順義區(qū)2008屆期末考)兩塊金屬a、b平行放置,板間存在與勻強(qiáng)電場(chǎng)正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng),假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)只存在于兩板間的空間區(qū)域。一束電子以一定的初速度v0從兩極板中間,沿垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)的方向射入場(chǎng)中,無(wú)偏轉(zhuǎn)地通過(guò)場(chǎng)區(qū),如圖所示。已知板長(zhǎng)l=10cm,兩板間距d=3.0cm,兩板間電勢(shì)差U=150V,v0=2.0×107m/s。求:
(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(2)若撤去磁場(chǎng),求電子穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)偏離入射方向的距離,以及電子通過(guò)場(chǎng)區(qū)后動(dòng)能增加多少?(電子所帶電荷量的大小與其質(zhì)量之比,電子電荷量的大小e=1.60×10-19C)
解析:
(1)電子進(jìn)入正交的電磁場(chǎng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn),則滿足
(2)設(shè)電子通過(guò)場(chǎng)區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離為y1
18(北京東城區(qū)2008屆期末考)電子自靜止開(kāi)始經(jīng)M、N板間(兩板間的電壓為U)的電場(chǎng)加速后從A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的位置P偏離入射方向的距離為L,如圖所示.求:
(1)正確畫出電子由靜止開(kāi)始直至離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)的軌跡圖;(用尺和圓規(guī)規(guī)范作圖)
(2) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.(已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e)
解析:
(1)作電子經(jīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的軌跡圖,如右圖所示
(2)設(shè)電子在M、N兩板間經(jīng)電場(chǎng)加速后獲得的速度為v,由動(dòng)能定理得:
……………………………①
電子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)其半徑為r,則:
…………………… …………②
由幾何關(guān)系得:
……………………③
聯(lián)立求解①②③式得:
19(2008年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市調(diào)查)電子擴(kuò)束裝置由電子加速器、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)由加了電壓的相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板形成,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的左邊界與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的右邊界相距為s,如圖甲所示.大量電子(其重力不計(jì))由靜止開(kāi)始,經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng).當(dāng)兩板不帶電時(shí),這些電子通過(guò)兩板之間的時(shí)間為2t0,當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的電壓時(shí),所有電子均從兩板間通過(guò),進(jìn)入水平寬度為l,豎直寬度足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,最后通過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)打在豎直放置的熒光屏上.問(wèn):
(1)電子在剛穿出兩板之間時(shí)的最大側(cè)向位移與最小側(cè)向位移之比為多少?
(2)要使側(cè)向位移最大的電子能垂直打在熒光屏上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少?
(3)在滿足第(2)問(wèn)的情況下,打在熒光屏上的電子束的寬度為多少?(已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e)
解析:
(1)由題意可知,要使電子的側(cè)向位移最大,應(yīng)讓電子從0、2t0、4t0……等時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),在這種情況下,電子的側(cè)向位移為
要使電子的側(cè)向位移最小,應(yīng)讓電子從t0、3t0……等時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),在這種情況下,電子的側(cè)向位移為
所以最大側(cè)向位移和最小側(cè)向位移之比為
(2)設(shè)電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí)的偏向角為q ,由于電子要垂直打在熒光屏上,所以電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑應(yīng)為:
設(shè)電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中出來(lái)時(shí)的速度為vt,垂直偏轉(zhuǎn)極板的速度為vy,則電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中出來(lái)時(shí)的偏向角為:
式中
又
由上述四式可得:
(3)由于各個(gè)時(shí)刻從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中出來(lái)的電子的速度大小相同,方向也相同,因此電子進(jìn)入磁場(chǎng)后的半徑也相同.
由第(1)問(wèn)可知電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中出來(lái)時(shí)的最大側(cè)向位移和最小側(cè)向位移的差值為:
所以打在熒光屏上的電子束的寬度為
13(2008江蘇揚(yáng)州市).在赤道附近的地磁場(chǎng)可看做是沿南北方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。如果赤道上空有一根沿東西方向的直導(dǎo)線,長(zhǎng)為L,通有從東向西的電流I,則地磁場(chǎng)對(duì)這根導(dǎo)線的作用力大小為 ,方向 。
答案. BIL,豎直向下
14(2007江蘇揚(yáng)州市)一長(zhǎng)為L的直導(dǎo)線置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于直導(dǎo)線,若在導(dǎo)線中通以電流I,方向如圖所示,則該導(dǎo)線所受安培力的大小等于 ,方向?yàn)?u> 。
答案: BIL 向右
1、(2008年上海市徐匯區(qū)4月模擬)如圖所示,在水平地面下有一條沿東西方向鋪設(shè)的水平直導(dǎo)線,導(dǎo)線中通有自東向西穩(wěn)定、強(qiáng)度較大的直流電流,F(xiàn)用一閉合的檢測(cè)線圈(線圈中串有靈敏電流計(jì),圖中未畫出)檢測(cè)此通電直導(dǎo)線的位置,若不考慮地磁場(chǎng)的影響,在檢測(cè)線圈位于水平面內(nèi),從距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處由北向南沿水平地面通過(guò)導(dǎo)線的上方并移至距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處的過(guò)程中,俯視檢測(cè)線圈,其中的感應(yīng)電流的方向是 ( D )
(A)先順時(shí)針后逆時(shí)針
(B)先逆時(shí)針后順時(shí)針
(C)先順時(shí)針后逆時(shí)針,然后再順時(shí)針
(D)先逆時(shí)針后順時(shí)針,然后再逆時(shí)針
2(2008江蘇淮安市).下圖中分別標(biāo)明了通電直導(dǎo)線中電流 I、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 和電流所受安培力 F 的方向,其中正確的是 (.A)
3(2007江蘇如皋海安聯(lián)考)如圖所示,一塊銅板放在磁場(chǎng)中,板面與磁場(chǎng)方 向垂直,板內(nèi)通有如圖所示方向的電流,a、b是銅板左、右邊緣的兩點(diǎn),則下列判斷正確的是 (B )
①電勢(shì)Ua>Ub ②電勢(shì)Ub>Ua ③僅電流增大時(shí),增大
④其它條件不變,將銅板改為NaCl的水溶液時(shí),電勢(shì)Ub>Ua
A.只有②正確 B.②③正確 C.① ④正確 D.①③正確
4(2008年北京東城區(qū)二模)為了測(cè)量某化肥廠的污水排放量,技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì),該裝置由絕緣材料制成,長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c,左右兩端開(kāi)口,在垂直于上下表面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極,污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí),電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U.若用Q表示污水流量 (單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積),下列說(shuō)法正確的是 ( B )
A.若污水中正離子較多,則前內(nèi)側(cè)面比后內(nèi)側(cè)面電勢(shì)高
B.前內(nèi)側(cè)面的電勢(shì)一定低于后內(nèi)側(cè)面的電勢(shì),與哪種離子多無(wú)關(guān)
C.污水中離子濃度越高,電壓表的示數(shù)將越大
D.污水流量Q與電壓U成正比,與a、b有關(guān)
5(2008年淮安、連云港、宿遷、徐州四市第2次調(diào)研)如圖所示,三根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線P、Q、R互相平行,垂直紙面放置,其間距均為a,電流強(qiáng)度均為I,方向垂直紙面向里(已知電流為I的長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中,距導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=kI/r,其中k為常數(shù)) 。某時(shí)刻有一電子(質(zhì)量為m、電量為e)正好經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O,速度大小為v,方向沿y軸正方向,則電子此時(shí)所受磁場(chǎng)力為 a
A.方向垂直紙面向里,大小為
B.方向指向x軸正方向,大小為
C.方向垂直紙面向里,大小為
D.方向指向x軸正方向,大小為
6(2008江蘇宿遷市).如圖所示,把長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,當(dāng)導(dǎo)體棒中通以方向向左的電流I時(shí),導(dǎo)體棒受到的安培力大小和方向分別是(B)
A.大小為BIL,方向豎直向上
B.大小為BIL,方向豎直向下
C.大小為,方向豎直向上
D.大小為,方向豎直向下
7(2008屆南通市部分重點(diǎn)中學(xué)三模)環(huán)形對(duì)撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置。帶電粒子在電壓為U的電場(chǎng)中加速后注入對(duì)撞機(jī)的高真空?qǐng)A環(huán)形狀的空腔內(nèi),在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,做半徑恒定的圓周運(yùn)動(dòng)帶電粒子,且局限在圓環(huán)空腔內(nèi)運(yùn)動(dòng),粒子碰撞時(shí)發(fā)生核反應(yīng)。關(guān)于帶電粒子的比荷,加速電壓U和磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及粒子運(yùn)動(dòng)的周期T的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是 ( B )
①對(duì)于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大
②對(duì)于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小
③對(duì)于給定的帶電粒子,加速電壓U越大,粒子運(yùn)動(dòng)的周期T越小
④對(duì)于給定的帶電粒子,不管加速電壓U多大,粒子運(yùn)動(dòng)的周期T都不變
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
8(2007江蘇南京期末)如圖是某離子速度選擇器的原理示意圖,在一半徑為R=10cm的圓柱形筒內(nèi)有B=1×10-4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向平行于軸線.在圓柱形筒上某一直徑兩端開(kāi)有小孔a、b分別作為入射孔和出射孔.現(xiàn)有一束比荷為=2×1011C/kg的正離子,以不同角度α入射,最后有不同速度的離子束射出.其中入射角α=30°,且不經(jīng)碰撞而直接從出射孔射出的離子的速度v大小是 ( C )
A.4×105m/s B.2×105m/s
C.4×106m/s D.2×106m/s
9(江蘇省2008年百校樣本分析考試)如圖所示,在屏MN的上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里.P為屏上的一個(gè)小孔.PC與MN垂直.一群質(zhì)量為m、帶電量為-q的粒子(不計(jì)重力),以相同的速率v,從P處沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域.粒子入射方向在與磁場(chǎng)B垂直的平面內(nèi),且散開(kāi)在與PC夾角為θ的范圍內(nèi),則在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度為 C
A.
B.
C.
D.
10(2008江蘇省二十所名校4月聯(lián)合調(diào)研)環(huán)形對(duì)撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置。帶電粒子在電壓為U的電場(chǎng)中加速后注入對(duì)撞機(jī)的高真空?qǐng)A環(huán)形狀的空腔內(nèi),在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,做半徑恒定的圓周運(yùn)動(dòng)帶電粒子,且局限在圓環(huán)空腔內(nèi)運(yùn)動(dòng),粒子碰撞時(shí)發(fā)生核反應(yīng)。關(guān)于帶電粒子的比荷,加速電壓U和磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及粒子運(yùn)動(dòng)的周期T的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是( B )
①對(duì)于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大
②對(duì)于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小
③對(duì)于給定的帶電粒子,加速電壓U越大,粒子運(yùn)動(dòng)的周期T越小
④對(duì)于給定的帶電粒子,不管加速電壓U多大,粒子運(yùn)動(dòng)的周期T都不變
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
11(2008江蘇啟東市) 如圖所示的各圖中,表示通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受磁場(chǎng)力的情況,其中磁感強(qiáng)度B、電流I、磁場(chǎng)力F三者之間的方向關(guān)系不正確的是 (C )
12(北京崇文區(qū)2008年二模)每時(shí)每刻都有大量宇宙射線向地球射來(lái),地磁場(chǎng)可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向,使它們不能到達(dá)地面,這對(duì)地球上的生命有十分重要的意義。假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來(lái),在地磁場(chǎng)的作用下,它將 (A)
A.向東偏轉(zhuǎn)
B.向南偏轉(zhuǎn)
C.向西偏轉(zhuǎn)
D.向北偏轉(zhuǎn)
13(2009北京宣武區(qū))如圖所示,在x軸的上方(y>0的空間內(nèi))存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)不計(jì)重力的帶正電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng),粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成45°角,若粒子的質(zhì)量為m,電量為q,求:
(1)該粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
解析:
(1)∵qvB=mv2/R ∴R =mv/qB
(2)∵T = 2πm/qB
粒子軌跡如圖示:
∴t =T =
14(2009年湖南郴州市高三調(diào)研試題)如圖所示,一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO' 軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)軸垂直.已知線圈匝數(shù)n=400,電阻r=0.1Ω,長(zhǎng)L1=0.05m,寬L2=0.04m,角速度=l00 rad/s,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T.線圈兩端外接電阻R=9.9Ω的用電器和一個(gè)交流電流表(內(nèi)阻不計(jì)),求:
(1)線圈中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).
(2)電流表A的讀數(shù).
(3)用電器上消耗的電功率.
解析:(1)Em=nBSω
代人數(shù)據(jù)得 Em=400×0.25×0.05×0.04×l00 V=20 V
(2)Im=
代人數(shù)據(jù)得Im=A=2A
∵是正弦交變電流,所以電流表讀數(shù)即有效值
I=A=1.41A
(3)p=I2R=×9.9W=19,8W.
15(2009年安徽合肥35中高三物理第一次質(zhì)量抽測(cè)試卷)如圖所示,一足夠長(zhǎng)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在ad邊中點(diǎn)O,方向垂直磁場(chǎng)向里射入一速度方向跟ad邊夾角θ = 30°、大小為v0的帶正電粒子,已知粒子質(zhì)量為m,電量為q,ad邊長(zhǎng)為L,ab邊足夠長(zhǎng),粒子重力不計(jì),
求:(1)粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)的v0大小范圍.
(2)如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制,求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間.
答案:(1)<v0≤ (2)
解析:(1)若粒子速度為v0,則qv0B =, 所以有R =,
設(shè)圓心在O1處對(duì)應(yīng)圓弧與ab邊相切,相應(yīng)速度為v01,則R1+R1sinθ =,
將R1 =代入上式可得,v01 =
類似地,設(shè)圓心在O2處對(duì)應(yīng)圓弧與cd邊相切,相應(yīng)速度為v02,則R2-R2sinθ =,
將R2 =代入上式可得,v02 =
所以粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)的v0應(yīng)滿足<v0≤
(2)由t =及T =可知,粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)過(guò)的弧所對(duì)的圓心角α越長(zhǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也越長(zhǎng)。由圖可知,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑r≤R1時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng),弧所對(duì)圓心角為(2π-2θ),
所以最長(zhǎng)時(shí)間為t ==
16(2009年江蘇睢寧高中16) 如圖所示,在xoy平面內(nèi),MN和x軸之間有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),y軸上離坐標(biāo)原點(diǎn)4 L的A點(diǎn)處有一電子槍,可以沿+x方向射出速度為v0的電子(質(zhì)量為m,電量為e)。如果電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在,電子將做勻速直線運(yùn)動(dòng).如果撤去電場(chǎng),只保留磁場(chǎng),電子將從x軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)3L的C點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng).不計(jì)重力的影響,求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向;
(2)如果撤去磁場(chǎng),只保留電場(chǎng),電子將從D點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)離開(kāi)電場(chǎng),求D點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)電子通過(guò)D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。
解析:(1)只有磁場(chǎng)時(shí),電子運(yùn)動(dòng)軌跡如答圖1所示,
洛侖茲力提供向心力,由幾何關(guān)系: ,
求出,垂直紙面向里。 電子做勻速直線運(yùn)動(dòng) ,
求出,沿軸負(fù)方向。
(2)只有電場(chǎng)時(shí),電子從MN上的D點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng),如答圖2所示,設(shè)D點(diǎn)橫坐標(biāo)為 , , ,求出D點(diǎn)的橫坐標(biāo)為 ,縱坐標(biāo)為 。
(3)從A點(diǎn)到D點(diǎn),由動(dòng)能定理 ,
求出 。
三年聯(lián)考題匯編
磁場(chǎng)題組二
11(2009北京海淀區(qū)) 如圖所示,水平放置的兩塊帶電金屬板a、b平行正對(duì)。極板長(zhǎng)度為l,板間距也為l,板間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)只存在于兩板間的空間區(qū)域。一質(zhì)量為m的帶電荷量為q的粒子(不計(jì)重力及空氣阻力),以水平速度v0從兩極板的左端中間射入場(chǎng)區(qū),恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。求:
(1)金屬板a、b間電壓U的大小_____
(2)若僅將勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,粒子將擊中上極板,求粒子運(yùn)動(dòng)到達(dá)上極板時(shí)的動(dòng)能大小
(3)若撤去電場(chǎng),粒子能飛出場(chǎng)區(qū),求m、v0、q、B、l滿足的關(guān)系_______
(4)若滿足(3)中條件,粒子在場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間_____
答案: (1)U=l v0B;(2)EK=m v02qB l v0;(3)或; (4)
12(2009年鄒城二中).如圖所示,在xOy平面內(nèi)的第Ⅲ象限中有沿-y方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E.在第I和第II象限有勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于坐標(biāo)平面向里.有一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為e的電子,從y軸的P點(diǎn)以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)(不計(jì)電子所受重力),經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,沿著與x軸負(fù)方向成450角進(jìn)入磁場(chǎng),并能返回到原出發(fā)點(diǎn)P.
(1)簡(jiǎn)要說(shuō)明電子的運(yùn)動(dòng)情況,并畫出電子運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖;
(2)求P點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離______
(3)電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間再次返回P點(diǎn)_______
答案:(1)如右圖;
(2) ;(3).
4. (2009南京市).一個(gè)帶電粒子在磁場(chǎng)力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),要想確定帶電粒子的電荷量與質(zhì)量之比,則只需要知道( B )
A.運(yùn)動(dòng)速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度B
B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B和運(yùn)動(dòng)周期T
C.軌道半徑R和運(yùn)動(dòng)速度v
D.軌道半徑R和磁感應(yīng)強(qiáng)度B
5(2009上海南匯區(qū)).矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直。規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示.若規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向,下列各圖中正確的是 [ D ]
6(2009山東威海一中3).如圖所示,實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)的電場(chǎng)線,電場(chǎng)線與水平方向成α角,水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交,有一帶電液滴沿斜向上的虛線L做直線運(yùn)動(dòng),L與水平方向成β角,且α>β,則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ( D )
A.液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.液滴一定帶正電
C.電場(chǎng)線方向一定斜向上
D.液滴有可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
7(2009北京海淀區(qū)) 如圖甲所示,在空間存在一個(gè)變化的電場(chǎng)和一個(gè)變化的磁場(chǎng),電場(chǎng)的方向水平向右(圖甲中由B到C),場(chǎng)強(qiáng)大小隨時(shí)間變化情況如圖乙所示;磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面、大小隨時(shí)間變化情況如圖丙所示。在t=1s時(shí),從A點(diǎn)沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一個(gè)粒子,并在此之后,每隔2s有一個(gè)相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,并恰好均能擊中C點(diǎn),若AB=BC=l,且粒子由A運(yùn)動(dòng)到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于1s。不計(jì)空氣阻力,對(duì)于各粒子由A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的是 ( BCD )
A.電場(chǎng)強(qiáng)度E0和磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小之比為3 v0:1
B.第一個(gè)粒子和第二個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為1:2
C.第一個(gè)粒子和第二個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為π:2
D.第一個(gè)粒子和第二個(gè)粒子通過(guò)C的動(dòng)能之比為 1:5
8(2009年湖南郴州市高三調(diào)研試題).如圖所示,帶電金屬小球用絕緣絲線系住,絲線上端固定,形成一個(gè)單擺.如果在擺球經(jīng)過(guò)的區(qū)域加上如圖所示的磁場(chǎng),不計(jì)摩擦及
空氣阻力,下列說(shuō)法中正確的是(AD)
A.單擺周期不變
B.單擺周期變大
C.單擺的振幅逐漸減小
D.?dāng)[球在最大位移處所受絲線的拉力大小不變
9(2009年安徽合肥35中高三物理第一次質(zhì)量抽測(cè)試卷)某勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)一個(gè)線圈平面,磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖線所示.若在某1s內(nèi)穿過(guò)線圈中磁通量的變化量為零,則該1s 開(kāi)始的時(shí)刻是 ( C )
A.第1.51s B.第1.69 s C.第 D.第
10(2009山東泰安一模) 如圖甲所示為一個(gè)質(zhì)量為、電荷量為的圓環(huán),可在水平放置的足夠長(zhǎng)的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng),細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,(不計(jì)空氣阻力),現(xiàn)給圓環(huán)向右初速度,在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度圖象可能是圖乙中的( AC )
3. (2009北京西城區(qū)) 如圖,空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直。在電磁場(chǎng)區(qū)域中,有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心,a、b、c為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn),a點(diǎn)為最高點(diǎn),c點(diǎn)為最低點(diǎn),Ob沿水平方向。已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等,F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放。下列判斷正確的是( D )
A.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓周長(zhǎng)的1/4時(shí),洛侖茲力最大
B.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓周長(zhǎng)的1/2時(shí),洛侖茲力最大
C.小球從a點(diǎn)到b點(diǎn),重力勢(shì)能減小,電勢(shì)能增大
D.小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電勢(shì)能增大,動(dòng)能先增大后減小
2.(2009湛江市)唱卡拉OK用的話筒,內(nèi)有傳感器,其中有一種是動(dòng)圈式的,它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈,線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中,當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí),就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),下列說(shuō)法正確的是 ( BD )
A. 該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的
B. 該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的
C.膜片振動(dòng)時(shí),穿過(guò)金屬線圈的磁通量總是增加的
D. 膜片振動(dòng)時(shí),金屬線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
1.(2009年山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)) 如圖所示,在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,在第一、第四象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等. 有一個(gè)帶電粒子以初速度v0垂直x軸,從x軸上的P點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),恰好與y軸成45°角射出電場(chǎng),再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又恰好垂直于x軸進(jìn)入下面的磁場(chǎng).已知OP之間的距離為d,則帶電粒子 ( AD )
A.在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
B.在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為
C.自進(jìn)入磁場(chǎng)至第二次經(jīng)過(guò)x軸所用時(shí)間為
D.自進(jìn)入電場(chǎng)至在磁場(chǎng)中第二次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間為
2009年聯(lián)考題
題組一
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