考點2.“場 對物質(zhì)的作用電場對放入其中的電荷有力的作用.由此產(chǎn)生大量的有關電荷在電場中運動的試題,電場對放入其中的導體的作用.產(chǎn)生靜電感應現(xiàn)象．磁場只對運動電荷和電流可能有磁場力作用.當帶電粒子的速度和導體與磁感線平行時不受磁場力．洛倫茲力一般與帶電粒子的平衡和勻速圓周運動問題相關．例題2:如圖7-4所示.一重力不計的帶電粒子.在垂直紙面的勻強磁場B1中做半徑為r的勻速圓周運動．那么當勻強磁場突然減弱B2之后.該帶電粒子的動能將 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

某研究性學習小組設計了一個方案來測量物體的電荷量．如下圖甲所示，將一個外表面鍍有金屬膜的空心塑料球，用絕緣絲線懸掛于天花板上的O點，O點豎直固定一個可測量絲線偏離豎直方向角度的量角器，M、N是兩塊相同的、正對著豎直平行放置的金屬薄板(加上電壓后其內(nèi)部電場可看作勻強電場)，兩塊金屬薄板與量角器所在平面垂直．另外還要用到的器材有天平、刻度尺、電源E、電壓表V、開關S、滑動變阻器R及導線若干．若在整個實驗過程中不考慮微量的靜電泄漏，小球始終不與金屬薄板相碰，試根據(jù)如下實驗操作回答：

(1)用天平測出小球的質(zhì)量m，按圖甲所示進行器材的安裝，并用刻度尺測出M、N兩板之間的距離d，然后使小球帶上一定的電荷量；

(2)小組成員預先設計了如下圖乙、丙所示的控制電路，為了使M、N兩板之間的電勢差(即電壓表的示數(shù))能從0開始逐漸增大，應該選用圖________控制電路(選填“乙”或“丙”)；

(3)正確選擇控制電路與圖甲中的接線柱A、B連接后，閉合開關S，緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器R滑片P，記錄下多組電壓表的示數(shù)U和相應的絲線偏離豎直方向的夾角；

(4)以U為縱坐標，以tan為橫坐標，將上述多組實驗數(shù)據(jù)描點后可得到一條過原點的直線，若該直線的斜率k，則被測小球的電荷量q＝________(用m、d、k、g表示)；

(5)在完成最后一組數(shù)據(jù)測量后，該小組成員采用特殊手段將接線柱A、B與控制電路脫開，在確保金屬薄板M、N上已有電荷量不變的條件下：①若將M、N兩板間距d緩慢適量增大，則懸掛小球的絕緣絲線偏離豎直方向的夾角將________(選填“增大”、“不變”或“減小”)；②若將絕緣絲線在懸點O處瞬間剪斷，則小球?qū)⒆鍪裁葱问降倪\動？答：________．

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1932年美國物理學家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地利用帶電粒子在磁場中的運動特點，解決了粒子的加速問題．現(xiàn)在回旋加速器被廣泛應用于科學研究和醫(yī)學設備中．

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某型號的回旋加速器的工作原理如圖甲所示，圖為俯視圖乙．回旋加速器的核心部分為D形盒，D形盒裝在真空容器中，整個裝置放在巨大的電磁鐵兩極之間的強大磁場中，磁場可以認為是勻強在場，且與D形盒盒面垂直．兩盒間狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．D形盒半徑為R，磁場的磁感應強度為B．設質(zhì)子從粒子源A處時入加速電場的初速度不計．質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q．加速器接一定涉率高頻交流電源，其電壓為U．加速過程中不考慮相對論效應和重力作用．
（1）求質(zhì)子第1次經(jīng)過狹縫被加速后進入D形盒運動軌道的半徑r1；
（2）求質(zhì)子從靜止開始加速到出口處所需的時間t；
（3）如果使用這臺回旋加速器加速α粒子，需要進行怎樣的改動？請寫出必要的分析及推理．

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1932年美國物理學家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地利用帶電粒子在磁場中的運動特點，解決了粒子的加速問題�，F(xiàn)在回旋加速器被廣泛應用于科學研究和醫(yī)學設備中。

某型號的回旋加速器的工作原理如圖甲所示，圖乙為俯視圖�；匦铀倨鞯暮诵牟糠譃镈形盒，D形盒裝在真空容器里，整個裝置放在巨大的電磁鐵兩極之間的強大磁場中，磁場可以認為是勻強磁場，且與D形盒底面垂直。兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計，D形盒的半徑力R，磁場的磁感應強度為B。設質(zhì)子從粒子源A處進入加速電場的初速度不計。質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q。加速器接一定頻率高頻交變電源，其電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應和重力作用。

（1）求質(zhì)子第1次經(jīng)過狹縫被加速后進人D形盒運動的軌道半徑r1；

（2）求質(zhì)子從靜止開始加速到出口處所需的時間t；

（3）如果使用這臺回旋加速器加速α粒子，需要進行怎樣的改動？請寫出必要的分析與推理。

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（14分）1932年美國物理學家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地利用帶電粒子在磁場中的運動特點，解決了粒子的加速問題。現(xiàn)在回旋加速器被廣泛應用于科學研究和醫(yī)學設備中。某型號的回旋加速器的工作原理如圖（甲）所示，圖（乙）為俯視圖。回旋加速器的核心部分為兩個D形盒，分別為D1、D2。D形盒裝在真空容器里，整個裝置放在巨大的電磁鐵兩極之間的強大磁場中，磁場可以認為是勻強磁場，且與D形盒底面垂直。兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。D形盒的半徑為R，磁場的磁感應強度為B。設質(zhì)子從粒子源A處進入加速電場的初速度不計。質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q。加速器接入一定頻率的高頻交變電源，加速電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應和重力作用。

 

（1）求質(zhì)子第1次經(jīng)過狹縫被加速后進人D2盒時的速度大小v1；

（2）求質(zhì)子第1次經(jīng)過狹縫被加速后進人D2盒后運動的軌道半徑r1；

（3）求質(zhì)子從靜止開始加速到出口處所需的時間t。

 

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1932年美國物理學家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地利用帶電粒子在磁場中的運動特點，解決了粒子的加速問題．現(xiàn)在回旋加速器被廣泛應用于科學研究和醫(yī)學設備中．

某型號的回旋加速器的工作原理如圖甲所示，圖為俯視圖乙．回旋加速器的核心部分為D形盒，D形盒裝在真空容器中，整個裝置放在巨大的電磁鐵兩極之間的強大磁場中，磁場可以認為是勻強在場，且與D形盒盒面垂直．兩盒間狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．D形盒半徑為R，磁場的磁感應強度為B．設質(zhì)子從粒子源A處時入加速電場的初速度不計．質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q．加速器接一定涉率高頻交流電源，其電壓為U．加速過程中不考慮相對論效應和重力作用．
（1）求質(zhì)子第1次經(jīng)過狹縫被加速后進入D形盒運動軌道的半徑r1；
（2）求質(zhì)子從靜止開始加速到出口處所需的時間t；
（3）如果使用這臺回旋加速器加速α粒子，需要進行怎樣的改動？請寫出必要的分析及推理．

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1. BCD   2. BC    3.D        4.A     5. C

6. AD    7.C     8. CD        9. AB    10.BC

11.（１）ＣＤ（２）指零　　指零　　指零　　　左偏　

12. 電極Ａ與導電紙接觸不良

13. 解：（１）小球速度最大時，棒對它的彈力垂直于棒向下，受力分析如圖，沿桿方向，，垂直桿方向：，聯(lián)立以上各式，得

所以：

（２）小球Ｃ從斜置的絕緣棒上由靜止開始運動，必須滿足條件，而即，所以

14. 解：（１）根據(jù)牛頓第二定律，根據(jù)庫侖定律，，解得

（２）當Ａ球受到的合力為零即加速度為零時，動能最大，設此時Ａ球與Ｂ點間的距離為Ｒ，則，解得。

15. 解：（１）、（２）如圖所示，設小球在Ｃ點的速度大小是，對軌道的壓力大小為，則對于小球由ＡC的過程中，應用動能定理列出：－０，在Ｃ點的園軌道徑向應用牛頓第二定律，有，解得

（３）如圖所示，設小球初始位置應在離Ｂ點ｘｍ的點，對小球由Ｄ的過程應用動能定理，有：，在Ｄ點的圓軌道徑向應用牛頓第二定律，有，解得

16. 解：（１）F1為P1參與的運動而受到指向Ｎ端的洛倫茲力，其值為：（其中 ，為的電量），對應有指向Ｎ端的加速度： （其中ｍ為的質(zhì)量）

在管中運動會使它受到另一個向左的洛倫茲力，此力與管壁對向右的力所抵消，到達Ｎ端時具有沿管長方向的速度：

所以，對紙平面的速度大小為：

又因為，故：

即：

所以的比荷為：

（２）從Ｍ端到Ｎ端經(jīng)歷的時間為：

離開管后將在紙平面上做勻速圓周運動，半徑與周期分別為：

經(jīng)ｔ１時間已隨管朝正右方向運動：

的距離

所以離開Ｎ端的位置恰好為的初始位置

經(jīng)時間ｔ１已知運動到如圖所示的位置Ｓ２走過的路程為

只能與相碰在圖中的Ｓ處，相遇時刻必為

且要求在這段時間內(nèi)恰好走過2Ｒ的路程，因此有

即得：

所以：

17. 解：……①　

由于重力和電場力平衡，電粒子在洛倫茲力作用下做圓周運動，小球平拋且碰時動量守恒，根據(jù)條件，碰后反向

……①

另有……②

解得……③

對平拋：

解得

 

 

 

 


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