15．如圖17所示.水平放置的兩塊帶電金屬極板a.b平行正對.極板長度為l.板間距為d.板間存在著方向豎直向下.場強大小為E的勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場.假設(shè)電場.磁場只存在于兩板間.一質(zhì)量為m.電荷量為q的粒子.以水平速度v0從兩極板的左端正中央沿垂直于電場.磁場的方向射入極板間.恰好做勻速直線運動.不計粒子的重力及空氣阻力. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖17所示，光滑絕緣水平桌面上固定一絕緣擋板P，質(zhì)量分別為mA和mB的小物塊A和B（可視為質(zhì)點）分別帶有+QA和+QB的電荷量，兩物塊由絕緣的輕彈簧相連，一不可伸長的輕繩跨過定滑輪，一端與物塊B連接，另一端連接輕質(zhì)小鉤。整個裝置處于正交的場強大小為E、方向水平向左的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B、方向水平向里的勻強磁場中。物塊A,B開始時均靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為K，不計一切摩擦及AB間的庫侖力，在運動過程中物塊A、B所帶的電荷量不變，物塊B不會碰到滑輪，物塊A、B均不離開水平桌面。若在小鉤上掛一質(zhì)量為M的物塊C并由靜止釋放，可恰使物塊A對擋板P的壓力為零，但不會離開P，則

（1）求物塊C下落的最大距離；

（2）求小物塊C下落到最低點的過程中，小物塊B的電勢能的變化量、彈簧的彈性勢能變化量；

（3）若C的質(zhì)量改為2M,求小物塊A剛離開擋板P時小物塊B的速度大小以及此時小物塊B對水平桌面的壓力。

 

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如圖17所示，光滑絕緣水平桌面上固定一絕緣擋板P，質(zhì)量分別為mA和mB的小物塊A和B（可視為質(zhì)點）分別帶有+QA和+QB的電荷量，兩物塊由絕緣的輕彈簧相連，一不可伸長的輕繩跨過定滑輪，一端與物塊B連接，另一端連接輕質(zhì)小鉤。整個裝置處于正交的場強大小為E、方向水平向左的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B、方向水平向里的勻強磁場中。物塊A,B開始時均靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為K，不計一切摩擦及AB間的庫侖力，在運動過程中物塊A、B所帶的電荷量不變，物塊B不會碰到滑輪，物塊A、B均不離開水平桌面。若在小鉤上掛一質(zhì)量為M的物塊C并由靜止釋放，可恰使物塊A對擋板P的壓力為零，但不會離開P，則

（1）求物塊C下落的最大距離；
（2）求小物塊C下落到最低點的過程中，小物塊B的電勢能的變化量、彈簧的彈性勢能變化量；
（3）若C的質(zhì)量改為2M,求小物塊A剛離開擋板P時小物塊B的速度大小以及此時小物塊B對水平桌面的壓力。

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如圖17所示，光滑絕緣水平桌面上固定一絕緣擋板P，質(zhì)量分別為mA和mB的小物塊A和B（可視為質(zhì)點）分別帶有+QA和+QB的電荷量，兩物塊由絕緣的輕彈簧相連，一不可伸長的輕繩跨過定滑輪，一端與物塊B連接，另一端連接輕質(zhì)小鉤。整個裝置處于正交的場強大小為E、方向水平向左的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B、方向水平向里的勻強磁場中。物塊A,B開始時均靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為K，不計一切摩擦及AB間的庫侖力，在運動過程中物塊A、B所帶的電荷量不變，物塊B不會碰到滑輪，物塊A、B均不離開水平桌面。若在小鉤上掛一質(zhì)量為M的物塊C并由靜止釋放，可恰使物塊A對擋板P的壓力為零，但不會離開P，則

（1）求物塊C下落的最大距離；

（2）求小物塊C下落到最低點的過程中，小物塊B的電勢能的變化量、彈簧的彈性勢能變化量；

（3）若C的質(zhì)量改為2M,求小物塊A剛離開擋板P時小物塊B的速度大小以及此時小物塊B對水平桌面的壓力。

 

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如圖17所示，光滑絕緣水平桌面上固定一絕緣擋板P，質(zhì)量分別為mA和mB的小物塊A和B（可視為質(zhì)點）分別帶有+QA和+QB的電荷量，兩物塊由絕緣的輕彈簧相連，一不可伸長的輕繩跨過定滑輪，一端與物塊B連接，另一端連接輕質(zhì)小鉤。整個裝置處于正交的場強大小為E、方向水平向左的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B、方向水平向里的勻強磁場中。物塊A,B開始時均靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為K，不計一切摩擦及AB間的庫侖力，在運動過程中物塊A、B所帶的電荷量不變，物塊B不會碰到滑輪，物塊A、B均不離開水平桌面。若在小鉤上掛一質(zhì)量為M的物塊C并由靜止釋放，可恰使物塊A對擋板P的壓力為零，但不會離開P，則

（1）求物塊C下落的最大距離；
（2）求小物塊C下落到最低點的過程中，小物塊B的電勢能的變化量、彈簧的彈性勢能變化量；
（3）若C的質(zhì)量改為2M,求小物塊A剛離開擋板P時小物塊B的速度大小以及此時小物塊B對水平桌面的壓力。

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用如圖1所示實驗裝置驗證機械能守恒定律．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為m，遮光片兩條豎邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點處有一光電門，測得遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間為t，用d表示A點到導(dǎo)軌底端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點間的距離．將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度，用g表示重力加速度．完成下列填空和作圖：

（1）若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程中，滑塊、遮光片組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量表示為△EP=
mghs
d
mghs
d
．動能的增加量表示為△Ek=
mb2
2t2
mb2
2t2
．在滑塊運動過程中若機械能守恒，則與s的關(guān)系式為=
1
t2
=
ghs
b2d
1
t2
=
ghs
b2d
．
（2）多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點（A點）下滑，測量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示：
1 2 3 4 5
s/m 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40
t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
/104s-2 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在如圖2的坐標(biāo)紙中已經(jīng)描出2、3、4數(shù)據(jù)點；請描出第1和第5個數(shù)據(jù)點，并根據(jù)5個數(shù)據(jù)點作直線，求得該直線的斜率：k=
2.40
2.40
×104m-1?s-2（保留3位有效數(shù)字）．實驗中，除了必須測量g、d和h的數(shù)值外，還應(yīng)測量
遮光片的寬度b
遮光片的寬度b
的數(shù)值，并用上述測量量表達k0=
gh
b2d
gh
b2d
，計算出k0的值，然后將k和k0進行比較，若其差值在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實驗驗證了機械能守恒定律．

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一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項是正確的，有的小題有多個選項是正確的。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。

題 號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答 案

CD

AC

D

AB

C

BD

AD

BC

ABC

BC

 

二、本題共3小題，共14分。

11.（1）左；  （2分）   （2）大  （2分）

12.（1）小于；  （2分）  （2）9.4  （2分）

13.（1）R1；  （2分）  （2）見答圖1；（2分）
（3）BD  （2分）

三、本題共7小題，共56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)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

14.（7分）

解：（1）金屬桿剛進入磁場切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=Blv，…………………（1分）

根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過電阻R的電流大小I= =0.5A…………………（2分）

（2）M、N兩端電壓為路端電壓，則UMN=IR=0.4V…………………………………(2分)

（3）每秒鐘重力勢能轉(zhuǎn)化為電能E=（R+r）t =0.25J…………………………（2分）

15.（7分）

解：（1）帶電粒子勻速通過場區(qū)時受到的電場力與洛侖茲力平衡，qE=qv0B，解得磁感應(yīng)強度……………………………………………………………………（2分）

（2）電子通過電場區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離……………………………………（2分）

（3）設(shè)粒子運動到下極板時的動能大小為Ek，根據(jù)動能定理

    q?2E?d = Ek-………………………………………………………………（1分）

解得Ek =………………………………………………………………………（2分）

16．（8分）

解：（1）油滴速度為時所受阻力=k,

油滴向下勻速運動時，重力與阻力平衡，有=mg……………………………………（1分）

…………………………………………………………………………（1分）

則…………………………………………………………………………（2分）

（2）設(shè)油滴所帶電荷量為q，油滴受到的電場力F電，

油滴向上勻速運動時，阻力向下，油滴受力平衡，………………（2分）

則油滴所帶電荷量 ………………………………………………（2分）

17.（8分）

解：（1）在0～0.3s時間內(nèi)感應(yīng)電動勢……………（1分）

在0.3～0.5s時間內(nèi)感應(yīng)電動勢………………………（1分）

（2）在0～0.3s時間內(nèi)………（1分）

在0.3～0.5s時間內(nèi)…………（1分）

i-t圖象如答圖2所示。………………（1分）

（3）在0～0.3s時間內(nèi)，圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量……（1分）

在0.3～0.5s時間內(nèi)，圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量  ……（1分）在0～10s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量Q=20(Q1+Q2)=9.42×10-2J…………………………（1分）

說明：其他解法正確也得分，數(shù)值計算問題不重復(fù)扣分。

 

 

18.（8分）

解：（1）電子打到熒光屏上時速度的大小等于它飛出加速電場的速度大小，設(shè)為v,由動能定理………（1分）

解得……………………………………（2分）

（2）當(dāng)磁感應(yīng)強度為峰值B0時，電子束有最大偏轉(zhuǎn)，在熒光屏上打在Q點，。電子運動軌跡如答圖3所示，設(shè)此時的偏轉(zhuǎn)角度為θ，由幾何關(guān)系可知，

，……………………………（1分）

根據(jù)幾何關(guān)系，電子束在磁場中運動路徑所對圓心角α=θ，而…………………（1分）

由牛頓第二定律和洛侖茲力公式得evB0=mv2/R………………………………………（1分）

解得…………………………………………………………………………（2分）

19.（9分）

解：（1）電場力F電與洛侖茲力f洛大小之比……………………（2分）

（2）電場力與場強方向相同，洛侖茲力與磁感應(yīng)強度方向（即場強方向）垂直，帶電質(zhì)點受電場力和洛侖茲力的合力與重力平衡，故磁場和電場方向與yOz平面平行，與-y方向成53°斜向下，方向如答圖4所示。

(qE)2+(qv0B)2=(mg)2……………………………（1分）

解得q=2.0×10-5C……………………………………（2分）

（3）撤去磁場后，帶電質(zhì)點在沿x軸方向上做勻速直線運動，經(jīng)過時間t=0.20s,沿x軸方向上的位移x=v0t=20m………………………………………………………………（1分）

帶電質(zhì)點受恒定合力，其大小等于洛侖茲力，方向與洛侖茲力方向相反。由幾何關(guān)系可知質(zhì)點受合力方向與+y方向成37°斜向下。

質(zhì)點的加速度，

位移s在y軸方向的分量y=scos37°=9.6cm，………………………………………（1分）

在z軸方向的分量z=-ssin37°=－7.2cm�！�1分）

所以，經(jīng)過時間t=0.2s帶電質(zhì)點的位置為（20m，9.6cm，－7.2cm）……………（1分）

20.（9分）

解：(1)磁流體發(fā)電機電動勢E=Bdv ……………………………………………………(1分)

用左手定則判斷出正離子向N板偏轉(zhuǎn)，因此N板的電勢高…………………………(1分)

(2)兩板間海水的電阻，回路中的電流……………………………(1分)

磁場對管道內(nèi)海水的作用力F磁=BId

解得F磁=……………………………………………………………………… (1分)

方向與v方向相反(水平向東) ……………………………………………………………(1分)

(3)在t時間內(nèi)管道中海水移動的距離為s=vt …………………………………………(1分)

在t時間內(nèi)克服摩擦阻力的功W1=kvs，克服磁場力做功W2=F磁s ………………(1分)

在t時間內(nèi)磁流體發(fā)電機消耗的總機械能E=W1+W2=……… (2分)

 


同步練習(xí)冊答案