【題目】如圖甲,真空中豎直放置兩塊相距為d的平行金屬板P、Q,兩板間加上如圖乙最大值為U0的周期性變化的電壓,在Q板右側某個區(qū)域內(nèi)存在磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向里的有界勻強磁場.在緊靠P板處有一粒子源A,自t=0開始連續(xù)釋放初速不計的粒子,經(jīng)一段時間從Q板小孔O射入磁場,然后射出磁場,射出時所有粒子的速度方向均豎直向上.已知電場變化周期T=,粒子質(zhì)量為m,電荷量為+q,不計粒子重力及相互間的作用力。求:

1t=0時刻釋放的粒子在P、Q間運動的時間;

2)粒子射入磁場時的最大速率和最小速率;

3)有界磁場區(qū)域的最小面積。

【答案】(12;3

【解析】

試題分析:(1)設t=0時刻釋放的粒子在0.5T時間內(nèi)一直作勻加速運動,

加速度 位移

可見該粒子經(jīng)0.5T正好運動到O處,假設與實際相符合

該粒子在PQ間運動時間

2t=0時刻釋放的粒子一直在電場中加速,對應進入磁場時的速率最大

由運動學公式有

t1=0時刻釋放的粒子先作加速運動(所用時間為△t),后做勻速運動,設T時刻恰好由小孔O

射入磁場,則

代入數(shù)據(jù)得:

所以最小速度:

3)粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,則:

得:

最大半徑:

最小半徑:

粒子水平向右進入磁場,然后射出時所有粒子的速度方向均豎直向上,偏轉角都是90°,所以軌跡經(jīng)過的區(qū)域為磁場的最小面積,如圖:圖中綠色陰影部分即為最小的磁場的區(qū)域,所以

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A.如果y表示加速度,則面積等于質(zhì)點t0在時刻的速度

B.如果y表示流過用電器的電流,則面積等于在相應時間內(nèi)該用電器消耗的電能

C.如果y表示力做功的功率,則面積等于該力在相應時間內(nèi)所做的功

D.如果y表示變化磁場在金屬線圈中產(chǎn)生的電動勢,則面積等于該磁場在相應時間內(nèi)磁感應強度的變化量

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如圖乙所示,用游標卡尺測得小球的直徑d = mm.

小球經(jīng)過光電門B時的速度表達式為

多次改變高度H,重復上述實驗,作出H的變化圖象如圖丙所示,當圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足以下表達式: 時,可判斷小球下落過程中機械能守恒。

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(1)小球被拋出時的速度v0;

(2)小球到達半圓軌道最低點B時,對軌道的壓力大;

(3)小球從CD過程中摩擦力做的功W.

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B. 乙光的波長大于丙光的波長

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D. 甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能

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A. B. C. D.

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②當磁感應強度增加時,線框中的感應電流一定增大

③當磁感應強度減小時,線框中的感應電流一定增大

④當磁感應強度減小時,線框中的感應電流可能不變

A. 只有②④正確 B. 只有①③正確 C. 只有②③正確 D. 只有①④正確

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