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1、计算题 如图所示,在半径为R的绝缘圆筒内有匀强磁场,方向垂直纸面向里,圆筒正下方有小孔C与平行金属板M、N相通。两板间距离为d,两板与电动势为E的电源连接,一带电量为-q、质量为m的带电粒子(重力忽略不计),在C点正下方紧靠N板的A点,无初速经电场加 ">
时间:2018-10-02 04:41:00
1、计算题 如图所示,在半径为R的绝缘圆筒内有匀强磁场,方向垂直纸面向里,圆筒正下方有小孔C与平行金属板M、N相通。两板间距离为d,两板与电动势为E的电源连接,一带电量为-q、质量为m的带电粒子(重力忽略不计),在C点正下方紧靠N板的A点,无初速经电场加速后从C点进入磁场,与圆筒发生两次碰撞后从C点射出。已知带电粒子与筒壁的碰撞无电荷量的损失,且碰撞后以原速率返回。求:
(1)筒内磁场的磁感应强度大小;
(2)带电粒子从A点出发至第一次回到A点所经历的时间。 600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 182px; HEIGHT: 148px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/gnno1pzhz2a.png\">
参考答案:解:(1)由题意知,带电粒子从C孔进入,与筒壁碰撞2次再从C孔射出
由600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 77px; HEIGHT: 36px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/xkvy33rekx4.png\">
粒子由C孔进入磁场,在磁场中做匀速圆周运动的速率为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 72px; HEIGHT: 46px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/l5kca0so4wi.png\">
由600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 47px; HEIGHT: 37px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/441gorzlfkl.png\">,即
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 107px; HEIGHT: 40px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/rpng5mxjk1q.png\">
得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 94px; HEIGHT: 49px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/y0ywbjgswy2.png\">?
(2)粒子从A到C的加速度为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 125px; HEIGHT: 44px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/xlc2n5znwm2.png\">
粒子从A到C的时间为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 125px; HEIGHT: 50px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/mjjleh2wde4.png\">
粒子在磁场中运动的时间为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 86px; HEIGHT: 45px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/03z4xl5kste.png\">
将(1)求得的B值代入,得600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 95px; HEIGHT: 49px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/hdib33apw3z.png\">
求得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 235px; HEIGHT: 50px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/xzbpcxwsqm5.png\">
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,在光滑绝缘水平面上有一半径为R的圆,AB是一条直径,空间有匀强电场场强大小为E,方向与水平面平行。在圆上A点有一发射器,以相同的动能平行于水平面沿不同方向发射带电量为+q的小球,小球会经过圆周上不同的点,在这些点中,经过C点的小球的动能最大。由于发射时刻不同时,小球间无相互作用。且∠600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/4drwbho021f.png\" style=\"vertical-align:middle;\">=30°,下列说法正确的是(?)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ebbpnjdidzt.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
A.电场的方向与AC间的夹角为30°
B.电场的方向与AC间的夹角为60°
C.小球在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/iwz52oc3zwg.png\" style=\"vertical-align:middle;\">qER
D.小球在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/hhnfrpmpts5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">qER
参考答案:AC
本题解析:小球在匀强电场中,从A点运动到C点,根据动能定理qUAC=Ek,因为到达C点时的小球的动能最大,所以UAC最大,即在圆周上找不到与C电势相等的点.且由A到C电场力对小球做正功.过C点作切线,则CF为等势线.过A点作CF的垂线,则该线为电场线,场强方向如图示.600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/opnxw5mnjfo.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
因为∠CAB=30°,所以连接CO,∠ACO=30°,故CO∥AM,所以电场方向与AC间的夹角θ为30°,沿OC方向,选项A正确。小球只受电场力,做类平抛运动.水平方向上:x=Rcos30°=v0t,竖直方向上:y=R+Rsin30°=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/u1vfj0hnmap.png\" style=\"vertical-align:middle;\">由以上两式得:Ek=
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/tykay4pgcqj.png\" style=\"vertical-align:middle;\">mv2=
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/y0drjbmku4z.png\" style=\"vertical-align:middle;\">qER;选项C正确。
本题难度:一般
3、填空题 如右图所示,水平放置的两平行金属板间距为 d ,电压大小为U,上板中央有孔,在孔正下方的下板表面上有一个质量为 m、、电量为-q的小颗粒,将小颗粒由静止释放,它将从静止被加速,然后冲出小孔,则它能上升的最大高度 h = ______600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/awj4wvaaaa5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
参考答案:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/efbfrg3ky4h.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:从由静止释放到上升到最高点:根据动能定理:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/gzlaaprnhad.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
所以上升的最大高度为:h =600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/efbfrg3ky4h.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题难度:简单
4、计算题 (12分)质量为m、带电量为+q的小球在O点以初速度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ifsz3rp21bb.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">并与水平方向成θ角射出,如图所示。不计小球运动过程的阻力,重力加速度为g,试求:
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/nf0driaxz5r.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
(1)若加上大小一定、方向向左的匀强电场,能保证小球沿600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ifsz3rp21bb.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">方向做直线运动,经过多长时间小球返回O点?
(2)若在某方向加上一定大小的匀强电场后,仍保证小球沿600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ifsz3rp21bb.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">方向做直线运动,所加匀强电场场强的最小值是多少?
参考答案:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/uim4pdlwdpu.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
.解:(1)当匀强电场水平向左,能保证小球沿600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ifsz3rp21bb.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">方向做直线运动,则重力和电场力的合力与
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ifsz3rp21bb.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">方向相反,受力分析如图。?(2分)
小球的加速度:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ykjpdrz4kaw.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?(2分)
小球返回O点所经历的时间:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/4ekvdhxhgtu.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?(2分)
(2)仍保证小球沿600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ifsz3rp21bb.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">方向做直线运动,则重力和电场力的合力与
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ifsz3rp21bb.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">在同一直线,做受力分析,当电场力垂直于速度所在的直线时,取得最小值。?(2分)
由受力分析知,600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/2ii4erl2ewd.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?(2分)
∴600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/zzuuurvabil.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?(2分)
本题解析:略
本题难度:一般
5、简答题 如图所示,电容为C、带电量为Q、极板间距为d的电容器固定在绝缘底座上,两板竖直放置,总质量为M,整个装置静止在光滑水平面上。在电容器右板上有一小孔,一质量为m、带电量为+q的弹丸以速度v0从小孔水平射入电容器中(不计弹丸重力,设电容器周围电场强度为0),弹丸最远可到达距右板为x的P点,求:
小题1:弹丸在电容器中受到的电场力的大小;
小题2:x的值;
小题3:当弹丸到达P点时,电容器电容已移动的距离s;
小题4:电容器获得的最大速度。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/uaccokz3zuf.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
参考答案:
小题1:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/lnvbdhgj3r5.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
小题2:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/uwl1o4nuogj.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
小题3:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/1uxvfs2p5gb.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
小题4:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/5jjcigwuddh.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:
小题1:电容极板电压600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/vrabfyvnsls.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?…………①
极板问场强?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/fn2jyfg3dai.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?…………②?则
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/lnvbdhgj3r5.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?…………③
小题2:弹丸到达P点时两者有共同速度,设为v,由动量守恒有:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ylkkut1l4af.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?…………④
对弹丸,由动能定理得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/slhodydc2wr.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?…………⑤,
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/uwl1o4nuogj.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?…………⑥
小题3:对电容器,由动能定理得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/lsbtaxodwax.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">…………⑦
解得?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/1uxvfs2p5gb.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?…………⑧
小题4:弹丸最终返回从右板小孔飞出,此时电容器速度最大,设电容器速度为v1、弹丸速度为v2。则由动量守恒有:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/imgucaafsyl.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?…………⑨
在整个过程中由能量守恒,即600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/cqw5fdn430t.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?…………⑩
由⑨、⑩两式解得?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/5jjcigwuddh.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?…………11
本题难度:一般