(2)速度方向沿軸正方向射入磁場的質(zhì)子. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖所示,x軸正方向水平向右,y軸正方向豎直向上。在xOy平面內(nèi)有與y軸平行的勻強(qiáng)電場,在半徑為R的圓內(nèi)還有與xOy平面垂直的勻強(qiáng)磁場。在圓的左邊放置一帶電微粒發(fā)射裝置,它沿x軸正方向發(fā)射出一束具有相同質(zhì)量m、電荷量qq>0)和初速度v的帶電微粒。發(fā)射時(shí),這束帶電微粒分布在0<y<2R的區(qū)間內(nèi)。已知重力加速度大小為g。

(1)從A點(diǎn)射出的帶電微粒平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入有磁場區(qū)域,并從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向離開,求電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向。

(2)請指出這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域,并說明理由。

(3)若這束帶電微粒初速度變?yōu)?v,那么它們與x軸相交的區(qū)域又在哪里?并說明理由。

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如圖所示,x軸正方向水平向右,y軸正方向豎直向上。在xOy平面內(nèi)有與y軸平行的勻強(qiáng)電場,在半徑為R的圓內(nèi)還有與xOy平面垂直的勻強(qiáng)磁場。在圓的左邊放置一帶電微粒發(fā)射裝置,它沿x軸正方向發(fā)射出一束具有相同質(zhì)量m、電荷量q(q>0)和初速度v的帶電微粒。發(fā)射時(shí),這束帶電微粒分布在0<y<2R的區(qū)間內(nèi)。已知重力加速度大小為g。
(1)從A點(diǎn)射出的帶電微粒平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入有磁場區(qū)域,并從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向離開,求點(diǎn)場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。
(2)請指出這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域,并說明理由。
(3)若這束帶電微粒初速度變?yōu)?v,那么它們與x軸相交的區(qū)域又在哪里?并說明理由。

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帶電粒子的質(zhì)量為m,電量為q,以初速度v沿y軸正方向從原點(diǎn)O射入一半徑為r的圓形磁場區(qū)域后,又從磁場射出.圓形磁場垂直于xOy平面,磁場邊界過坐標(biāo)原點(diǎn)O,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,帶電粒子的重力不計(jì),它在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,軌跡圓半徑R>r.

(1)改變磁場區(qū)域的位置,可以改變帶電粒子穿越磁場時(shí)的速度偏轉(zhuǎn)角,為使偏轉(zhuǎn)角有最大值,該磁場區(qū)域的圓心應(yīng)在什么位置,最大偏轉(zhuǎn)角多大?

(2)為使帶電粒子從圓形磁場區(qū)域中射出后能通過Ox軸上某點(diǎn),該磁場區(qū)域半徑應(yīng)滿足怎樣的條件?

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精英家教網(wǎng)利用電場、磁場可以控制帶電粒子的運(yùn)動.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,有一個半徑為r的圓形區(qū)域,其圓心坐標(biāo)為 (r,0).在這個區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場.在直線y=r的上方足夠大的區(qū)域內(nèi),存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度的大小為E.一質(zhì)子從O點(diǎn)沿x軸正方向射入磁場,在磁場中做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動.已知質(zhì)子的質(zhì)量為m,電荷量為q,不計(jì)質(zhì)子的重力.求:
(1)質(zhì)子射入磁場時(shí)速度的大小υ;
(2)質(zhì)子從O點(diǎn)進(jìn)入磁場到第二次離開磁場經(jīng)歷的時(shí)間t.

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利用電場、磁場可以控制帶電粒子的運(yùn)動.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,有一個半徑為r的圓形區(qū)域,其圓心坐標(biāo)為 (r,0).在這個區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場.在直線y=r的上方足夠大的區(qū)域內(nèi),存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度的大小為E.一質(zhì)子從O點(diǎn)沿x軸正方向射入磁場,在磁場中做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動.已知質(zhì)子的質(zhì)量為m,電荷量為q,不計(jì)質(zhì)子的重力.求:
(1)質(zhì)子射入磁場時(shí)速度的大小υ;
(2)質(zhì)子從O點(diǎn)進(jìn)入磁場到第二次離開磁場經(jīng)歷的時(shí)間t.

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一、本題共8小題,每小題6分,共48分。1―5小題為單選題,只有一個正確答案:6―8題在每小題的四個選項(xiàng)中,有的小題只有一個選項(xiàng)正確,有的小題有多個選項(xiàng)正確,全部選對得6分,選不全的得3分,選錯或不答的得0分。

1.B   2.C   3.D   4.C   5.A   6.BC   7.ACD   8.AC

二、實(shí)驗(yàn)題:(本題共3小題,共18分。)

6ec8aac122bd4f6e9.(共計(jì)18分)

(1)(4分)23.00cm

(2)(8分) ①見圖1;

②4.5V   ③D  理由:根據(jù)電阻

的伏安特性,電壓增大至一定值,

電阻阻值會明顯變大

(3)(6分):①乙;②6ec8aac122bd4f6e

③不變;(實(shí)驗(yàn)題每空2分)

 

三、計(jì)算題:(54分)解答應(yīng)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。

 

 

 

10.(16分)解答:   (1)下滑過程機(jī)械能守恒

     6ec8aac122bd4f6e  得  6ec8aac122bd4f6e   ①

物體相對于小車板面滑動過程動量守恒

   6ec8aac122bd4f6e     ② 

所以 6ec8aac122bd4f6e   ③

(2)對小車由動能定理有  6ec8aac122bd4f6e  ④

     6ec8aac122bd4f6e

(3)設(shè)物體相對于小車板面滑動的距離為L由能量守恒有,摩擦生熱:

     6ec8aac122bd4f6e   ⑤

      代入數(shù)據(jù)解得:    6ec8aac122bd4f6e

 

 

 

11.(18分)解答:

(1)質(zhì)子射入磁場后做勻速圓周運(yùn)動,有

      6ec8aac122bd4f6e   ①

     可得6ec8aac122bd4f6e      ②

(2)質(zhì)子沿6ec8aac122bd4f6e軸正向射入磁場后經(jīng)1/4圓弧后以速度6ec8aac122bd4f6e垂直于電場方向進(jìn)入電場,在磁場中運(yùn)動的時(shí)間

      6ec8aac122bd4f6e   ③

進(jìn)入電場后做拋物線運(yùn)動,沿電場方向運(yùn)動高考資源網(wǎng)(www.ks5u.com),中國最大的高考網(wǎng)站,您身邊的高考專家。后到達(dá)6ec8aac122bd4f6e軸,因此有

      6ec8aac122bd4f6e    ④

所求時(shí)間為6ec8aac122bd4f6e  ⑤

(3)質(zhì)子在磁場中轉(zhuǎn)過120°角后從6ec8aac122bd4f6e點(diǎn)垂直電場線進(jìn)入電場,如圖所示。

6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e點(diǎn)距6ec8aac122bd4f6e軸的距離

  6ec8aac122bd4f6e   ⑥

因此可得質(zhì)子從進(jìn)入電場至到達(dá)6ec8aac122bd4f6e軸所需時(shí)間為

6ec8aac122bd4f6e   ⑦

質(zhì)子在電場中沿6ec8aac122bd4f6e軸方向做運(yùn)速直線運(yùn)動因此有

 6ec8aac122bd4f6e  ⑧

質(zhì)子到達(dá)6ec8aac122bd4f6e軸的位置坐標(biāo)為6ec8aac122bd4f6e   ⑨

 

12.(20分)解.(1)質(zhì)點(diǎn)從半圓弧軌道做平拋運(yùn)動又回到6ec8aac122bd4f6e點(diǎn),設(shè)質(zhì)點(diǎn)在6ec8aac122bd4f6e點(diǎn)的速度為6ec8aac122bd4f6e,質(zhì)點(diǎn)從6ec8aac122bd4f6e點(diǎn)運(yùn)動到6ec8aac122bd4f6e點(diǎn)所用的時(shí)間為6ec8aac122bd4f6e。

     在水平方向6ec8aac122bd4f6e   ①

豎直方向上6ec8aac122bd4f6e   ②

解①②式有6ec8aac122bd4f6e   ③

對質(zhì)點(diǎn)從6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e由動能定理有

6ec8aac122bd4f6e   ④

解得  6ec8aac122bd4f6e

(2)要使6ec8aac122bd4f6e力做功最少,確定6ec8aac122bd4f6e的取值,由6ec8aac122bd4f6e知,只要質(zhì)點(diǎn)在6ec8aac122bd4f6e點(diǎn)速度最小,則功6ec8aac122bd4f6e就最小,就是物理極值

若質(zhì)點(diǎn)恰好能通過6ec8aac122bd4f6e點(diǎn),其在6ec8aac122bd4f6e點(diǎn)最小速度為6ec8aac122bd4f6e,由牛頓第二定律有

   6ec8aac122bd4f6e,則6ec8aac122bd4f6e   ⑤

由③⑤式有6ec8aac122bd4f6e,解得6ec8aac122bd4f6e時(shí),

6ec8aac122bd4f6e最小,最小的功6ec8aac122bd4f6e

(3)由6ec8aac122bd4f6e和④式6ec8aac122bd4f6e

得  6ec8aac122bd4f6e

6ec8aac122bd4f6e,由極值不等式有;當(dāng)6ec8aac122bd4f6e時(shí),即6ec8aac122bd4f6e時(shí)

6ec8aac122bd4f6e,

最小的力6ec8aac122bd4f6e

 

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