(18分)如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy的第Ⅱ象限整個(gè)區(qū)域內(nèi),存在著沿y軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第Ⅳ象限整個(gè)區(qū)域內(nèi)存在著方向垂直于xOy平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。從電場(chǎng)中P(-L,2L)、Q(-L,)兩點(diǎn)連線上各處,沿x軸正方向同時(shí)射入許多質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,結(jié)果所有粒子都從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力及粒子之間的相互作用,求:
(1)粒子從射入到全部通過(guò)O點(diǎn)所用的時(shí)間t0。
(2)這些粒子從x軸上射出磁場(chǎng)時(shí),所經(jīng)過(guò)區(qū)域的寬度△d。
(1) (2)
解析試題分析:(1)帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)沿水平和豎直方向正交分解,水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)P、Q兩點(diǎn)連線上某點(diǎn)到x軸的距離為y,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得:,由此可知從P點(diǎn)射入的粒子最后通過(guò)O點(diǎn),設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)的加速度為a,則對(duì)于從P點(diǎn)射入的粒子
由牛頓第二定律得
在豎直方向上由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得
解得:
(2)設(shè)某一粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),速度v的方向與x軸成角,在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,該粒子從x軸上射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)的距離為d,畫(huà)出帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,
在磁場(chǎng)中
粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛侖茲力提供,即
由幾何關(guān)系得
在電場(chǎng)中
設(shè)粒子在O點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得
由運(yùn)動(dòng)的合成和分解知
由牛頓第二定律得
解得:
因 故
考點(diǎn):本題考查了帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律、運(yùn)動(dòng)的合成與分解以及平面幾何相關(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生的分析綜合能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(8分)如圖所示為說(shuō)明示波器工作原理的示意圖,已知兩平行板間的距離為d、板長(zhǎng)為l電子經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后從兩平行板間的中央處垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),設(shè)電子質(zhì)量為me、電荷量為e。
(1)求經(jīng)電場(chǎng)加速后電子速度v的大;
(2)要使電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度最大,兩平行板間的電壓U2應(yīng)是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(8分)有一個(gè)帶電量q=3×10-6C的點(diǎn)電荷,從某電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),電荷克服靜電力9×10-4J的功,從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力對(duì)電荷做6×10-4J的功,問(wèn):
(1)AC間電勢(shì)差為多少?
(2)如以A點(diǎn)電勢(shì)為零,則B點(diǎn)的電勢(shì)為多少?電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能為多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(9分)將電量q1=+1.0×10-8C的點(diǎn)電荷,在A點(diǎn)時(shí)所受電場(chǎng)力大小是2.0×10-5N。將它從零電勢(shì)O點(diǎn)處移到電場(chǎng)中A點(diǎn)時(shí),需克服電場(chǎng)力做功2.0×10-6J.求:
(1)A點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大。
(2)電勢(shì)差UAO.
(3)若將q1換成q2=-2.0×10-8C的點(diǎn)電荷,求q2從O點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)過(guò)程中q2所受電場(chǎng)力所做的功.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(10分)長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行金屬板水平放置,兩極板帶等量的異種電荷,板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng),一個(gè)帶電量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子,以初速度v0緊貼上極板垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入該電場(chǎng),剛好從下極板邊緣射出,射出時(shí)速度恰與下極板成30º角,如圖所示,不計(jì)粒子重力,
求:(1)粒子末速度的大小 (2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng) (3)兩板間的距離
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系的第一象限虛線左側(cè)有方向沿y軸負(fù)方向的有界勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,第三象限內(nèi)充滿著垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有一動(dòng)點(diǎn)P,當(dāng)質(zhì)量為m電量為q的帶正電粒子從P點(diǎn)沿x軸負(fù)方向以大小為的初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng),粒子能從O點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)。(不計(jì)粒子重力)
(1)求P點(diǎn)的坐標(biāo)x,y滿足的關(guān)系;
(2)若當(dāng)P點(diǎn)位于電場(chǎng)的右邊界時(shí),粒子運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的速度大小為2。求第三象限內(nèi)粒子可能經(jīng)過(guò)的區(qū)域的面積。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,取O點(diǎn)為圓心,r為半徑作一圓周,在O點(diǎn)固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,a、b、c、d為相互垂直的兩條直線和圓周的交點(diǎn).當(dāng)把一試探電荷+q放在d點(diǎn)恰好平衡(如右圖所示,不計(jì)重力)
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小、方向如何?
(2)試探電荷+q放在點(diǎn)c時(shí),受力Fc的大小、方向如何?
(3)試探電荷+q放在點(diǎn)b時(shí),受力Fb的大小、方向如何?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題
如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光,如果滑動(dòng)變阻器的滑片向b端移動(dòng),則( )
A.電燈L更亮,安培表的示數(shù)變大 |
B.電燈L更亮,安培表的示數(shù)變小 |
C.電燈L變暗,安培表的示數(shù)變小 |
D.電燈L變亮,安培表的示數(shù)不變 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題
如圖所示是自偶變壓器的示意圖,負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng),輸電線的電阻用R0表示.如果變壓器上的能量損失可以忽略,以下說(shuō)法正確的是( )
A.開(kāi)關(guān)S1接a,閉合開(kāi)關(guān)S后,電壓表V示數(shù)減小,電流表A示數(shù)增大 |
B.開(kāi)關(guān)S1接a,閉合開(kāi)關(guān)S后,原線圈輸入功率減小 |
C.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,開(kāi)關(guān)S1接a時(shí)電流表的示數(shù)為I1,開(kāi)關(guān)S1接b時(shí)電流表的示數(shù)為I2,則I1>I2 |
D.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,開(kāi)關(guān)S1接a時(shí)原線圈輸入功率為P1,開(kāi)關(guān)S1接b時(shí)原線圈輸入功率為P2,則P1<P2 |
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