(14分)在如圖所示的直角坐標(biāo)中,x軸的上方有與x軸正方向成θ=45°角的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)的大小為。x軸的下方有垂直于xOy面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=2×10-2T,方向垂直紙面向外。把一個(gè)比荷為的帶正電粒子從坐標(biāo)為(0,1.0)的A點(diǎn)處由靜止釋放,電荷所受的重力忽略不計(jì)。求:
(1)帶電粒子從釋放到第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間t;
(2)帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑R;
(3)帶電粒子第三次到達(dá)x軸上的位置坐標(biāo)。
(1)(2)(3)(8,0)
解析試題分析:(1)帶電粒子從A點(diǎn)釋放后做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),有:
①
②
聯(lián)解①②并代入數(shù)據(jù)得:
③
(2)設(shè)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,則:
④
帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后在洛倫茲力作用下以O(shè)1為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有:
⑤
聯(lián)解并代入數(shù)據(jù)得:
⑥
(3)根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的對(duì)稱(chēng)性,由幾何關(guān)系知帶電粒子第二次到軸的位置與第一次相距:
⑦
可知粒子恰從O點(diǎn)回到電場(chǎng)區(qū)域,作出運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。
⑧
帶電粒子再次進(jìn)入電場(chǎng)后,粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t′后到達(dá)x軸位置Q(xQ,0),則由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有:
沿著速度v方向:
⑨
垂直速度v方向:
⑩
聯(lián)解并代入數(shù)據(jù)得:
,即Q點(diǎn)位置坐標(biāo)為(8,0)。 ?
評(píng)分參考意見(jiàn):本題滿(mǎn)分14分,其中①⑤⑦式各2分,②③④⑥⑧⑨⑩?式各1分;若有其他合理解法且答案正確,可同樣給分。
考點(diǎn):帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
如圖所示,兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B,電荷量分別為q1=-9.0×10-9C、q2=2.7×10-8C,彼此相距r=6 cm,在其連線(xiàn)中點(diǎn)處放一半徑為1 cm的金屬球殼,則球殼上感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_(kāi)_____________.(靜電力常量為)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,MN為絕緣板,CD為板上兩個(gè)小孔, AO為CD的中垂線(xiàn),在MN的下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外(圖中未畫(huà)出),質(zhì)量為電荷量為的粒子(不計(jì)重力)以某一速度從A點(diǎn)平行于MN的方向進(jìn)入靜電分析器,靜電分析器內(nèi)有均勻輻向分布的電場(chǎng)(電場(chǎng)方向指向O點(diǎn)),已知圖中虛線(xiàn)圓弧的半徑為R,其所在處場(chǎng)強(qiáng)大小為E,若離子恰好沿圖中虛線(xiàn)做圓周運(yùn)動(dòng)后從小孔C垂直于MN進(jìn)入下方磁場(chǎng)。
(1)求粒子運(yùn)動(dòng)的速度大;
(2)粒子在MN下方的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),于 MN板O點(diǎn)發(fā)生一次碰撞,碰后以原速率反彈,且碰撞時(shí)無(wú)電荷的轉(zhuǎn)移,之后恰好從小孔D進(jìn)入MN上方第二象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),從A點(diǎn)射出磁場(chǎng),求MN上下兩區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為多少?
(3)粒子從A點(diǎn)出發(fā)后,第一次回到A點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的總時(shí)間為多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(8分)如圖,在區(qū)域I分布有沿-y方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為為E,區(qū)域II分布有垂直xoy向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩區(qū)寬度相同,有一個(gè)質(zhì)子從I區(qū)的左側(cè)垂直邊界入射,恰好垂直II區(qū)右邊界射出,求質(zhì)子的入射速度。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(12分)在金屬板A、B間加上如圖乙所示的大小不變、方向周期性變化的交變電壓Uo,其周期是T,F(xiàn)有電子以平行于金屬板的速度vo從兩板中央射入。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計(jì)電子的重力,求:
(1)若電子從t=0時(shí)刻射入,在半個(gè)周期內(nèi)恰好能從A板的邊緣飛出,則電子飛出時(shí)速度的大小是多少?
(2)若電子從t=0時(shí)刻射入,恰能平行于金屬板飛出,則金屬板至少多長(zhǎng)?
(3)若電子恰能從兩板中央平行于板飛出,電子應(yīng)從哪一時(shí)刻射入,兩板間距至少多大?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(14分)如圖1所示,真空中相距d=5cm的兩塊平行金屬板A、B與電源連接(圖中未畫(huà)出),其中B板接地(電勢(shì)為零),A板電勢(shì)變化的規(guī)律如圖2所示。 將一個(gè)質(zhì)量2X10-27kg,電量q=+1.6X10-19c的帶電粒子從緊臨B板處釋放,不計(jì)重力。
求:(1)在時(shí)刻釋放該帶電粒子,釋放瞬間粒子加速度的大小;
(2)若A板電勢(shì)變化周期T=1.0X10-5s,在時(shí)將帶電粒子從緊臨B板處無(wú)初速釋放,粒子到達(dá)A板時(shí)速度的大小;
(3)A板電勢(shì)變化頻率多大時(shí),在t=T/4到t=T/2時(shí)間內(nèi)從緊臨B板處無(wú)初速釋放該帶電粒子,粒子不能到達(dá)A板。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖甲所示是電容器充、放電電路.配合電流傳感器,可以捕捉瞬間的電流變化,并通過(guò)計(jì)算機(jī)畫(huà)出電流隨時(shí)間變化的圖象.實(shí)驗(yàn)中選用直流8 V電源,電容器選用電解電容器.先使單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與1端相連,電源向電容器充電,這個(gè)過(guò)程可瞬間完成.然后把單刀雙擲開(kāi)關(guān)S擲向2端,電容器通過(guò)電阻R放電,傳感器將電流傳入計(jì)算機(jī),圖象上顯示出放電電流隨時(shí)間變化的I-t曲線(xiàn),如圖乙所示.以下說(shuō)法正確的是( )
A.電解電容器用氧化膜做電介質(zhì),由于氧化膜很薄,所以電容較小 |
B.隨著放電過(guò)程的進(jìn)行,該電容器兩極板間電壓逐漸減小 |
C.由傳感器所記錄的該放電電流圖象可以估算出該過(guò)程中電容器的放電電荷量 |
D.通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以估算出該電容器的電容值 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示的示波管,電子由陰極K發(fā)射后,初速度可以忽略.經(jīng)加速后水平經(jīng)A板小孔,沿M、N兩極板中線(xiàn)飛入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),最后打在熒光屏上的P點(diǎn),已知加速電壓為U1=2U.電源電動(dòng)勢(shì)E=U.內(nèi)電阻r=0.R1=R,滑動(dòng)變阻器的總電阻R2=R滑片位于中間位置,兩偏轉(zhuǎn)極板間距為L(zhǎng),板長(zhǎng)為2L.從偏轉(zhuǎn)極板的右端到熒光屏的距離為L(zhǎng),O點(diǎn)為兩極板中線(xiàn)與熒光屏的交點(diǎn).求:
(1)偏轉(zhuǎn)電極MN間的電勢(shì)差U2
(2)電子打在熒光屏上的偏距OP
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
有一個(gè)帶電量q=3×10-6C的正點(diǎn)電荷,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做了6×10-4J的功,求:
(1)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是多少
(2)若B點(diǎn)的電勢(shì)為0,A點(diǎn)的電勢(shì)以及此電荷在A(yíng)點(diǎn)所具有的電勢(shì)能是多少
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