(1)若b點(diǎn)在電場內(nèi).要使粒子過b點(diǎn).求該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離.(2) 若b點(diǎn)在電場外.在第一象限緊挨電場右側(cè)加一個垂直于XOY平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.該磁場足夠大.使得粒子也能過b點(diǎn)且速度方向沿X軸正方向.求該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

精英家教網(wǎng)如圖所示，一帶電粒子從Y軸上的a點(diǎn)以平行于X軸的方向射入第一象限區(qū)域，射入的速度為v0．帶電粒子的質(zhì)量為m，帶負(fù)電，電荷量為q．為了使帶電粒子通過X軸上的b點(diǎn)，可在第一象限的某區(qū)域加一個沿Y軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，電場區(qū)域沿Y軸方向無限長，沿X方向的寬度為s．已知Oa=L，Ob=2s，不計帶電粒子的重力．
（1）若b點(diǎn)在電場內(nèi)，要使粒子過b點(diǎn)，求該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離．
（2）若b點(diǎn)在電場外，在第一象限緊挨電場右側(cè)加一個垂直于XOY平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，該磁場足夠大，使得粒子也能過b點(diǎn)且速度方向沿X軸正方向，求該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離．

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某同學(xué)設(shè)想用帶電粒子的運(yùn)動軌跡做出“0”、“8”字樣，首先，如圖甲所示，在真空空間的豎直平面內(nèi)建立xoy坐標(biāo)系，在y1=0.1m和y2= -0.1m處有兩個與x軸平行的水平界面PQ和MN把空間分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域，在三個區(qū)域中分別存在勻強(qiáng)磁場B1、B2、B3，其大小滿足B2=2B1=2B3=0.02T，方向如圖甲所示。在Ⅱ區(qū)域中的y軸左右兩側(cè)還分別存在勻強(qiáng)電場E1、E2（圖中未畫出），忽略所有電、磁場的邊緣效應(yīng). ABCD是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心對稱的正方形，其邊長L=0.2m。現(xiàn)在界面PQ上的A處沿y軸正方向發(fā)射一比荷q/m=108c/kg的帶正電荷的粒子（重力不計），粒子恰能沿圖中實(shí)線途經(jīng)B、C、D三點(diǎn)后回到A點(diǎn)并做周期性運(yùn)動，軌跡構(gòu)成一個“0”字.己知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時均做直線運(yùn)動.

（1）求E1、E2場的大小和方向

（2）若去掉Ⅱ和Ⅲ區(qū)域中的勻強(qiáng)電場和磁場，其他條件不變，仍在處以相同的速度發(fā)射相同的粒子，請在Ⅱ和Ⅲ區(qū)域內(nèi)重新設(shè)計適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場或勻強(qiáng)磁場，使粒子運(yùn)動的軌跡成為上、下對稱的“8”字，且粒子運(yùn)動的周期跟甲圖中相同，請通過必要的計算和分析，求出你所設(shè)計的“場”的大小、方向和區(qū)域，并在乙圖中描繪出帶電粒子的運(yùn)動軌跡和你所設(shè)計的“場”（上面半圓軌跡己在圖中畫出）

 

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如圖所示，一帶電粒子從Y軸上的a點(diǎn)以平行于X軸的方向射入第一象限區(qū)域，射入的速度為v0．帶電粒子的質(zhì)量為m，帶負(fù)電，電荷量為q．為了使帶電粒子通過X軸上的b點(diǎn)，可在第一象限的某區(qū)域加一個沿Y軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，電場區(qū)域沿Y軸方向無限長，沿X方向的寬度為s．已知Oa=L，Ob=2s，不計帶電粒子的重力．
（1）若b點(diǎn)在電場內(nèi)，要使粒子過b點(diǎn)，求該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離．
（2）若b點(diǎn)在電場外，在第一象限緊挨電場右側(cè)加一個垂直于XOY平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，該磁場足夠大，使得粒子也能過b點(diǎn)且速度方向沿X軸正方向，求該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離．

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某同學(xué)設(shè)想用帶電粒子的運(yùn)動軌跡做出“0”、“8”字樣，首先，如圖甲所示，在真空空間的豎直平面內(nèi)建立xoy坐標(biāo)系，在y1=0.1m和y2= -0.1m處有兩個與x軸平行的水平界面PQ和MN把空間分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域，在三個區(qū)域中分別存在勻強(qiáng)磁場B1、B2、B3，其大小滿足B2=2B1=2B3=0.02T，方向如圖甲所示。在Ⅱ區(qū)域中的y軸左右兩側(cè)還分別存在勻強(qiáng)電場E1、E2（圖中未畫出），忽略所有電、磁場的邊緣效應(yīng). ABCD是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心對稱的正方形，其邊長L=0.2m。現(xiàn)在界面PQ上的A處沿y軸正方向發(fā)射一比荷q/m=108c/kg的帶正電荷的粒子（重力不計），粒子恰能沿圖中實(shí)線途經(jīng)B、C、D三點(diǎn)后回到A點(diǎn)并做周期性運(yùn)動，軌跡構(gòu)成一個“0”字.己知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時均做直線運(yùn)動.

（1）求E1、E2場的大小和方向

（2）若去掉Ⅱ和Ⅲ區(qū)域中的勻強(qiáng)電場和磁場，其他條件不變，仍在處以相同的速度發(fā)射相同的粒子，請在Ⅱ和Ⅲ區(qū)域內(nèi)重新設(shè)計適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場或勻強(qiáng)磁場，使粒子運(yùn)動的軌跡成為上、下對稱的“8”字，且粒子運(yùn)動的周期跟甲圖中相同，請通過必要的計算和分析，求出你所設(shè)計的“場”的大小、方向和區(qū)域，并在乙圖中描繪出帶電粒子的運(yùn)動軌跡和你所設(shè)計的“場”（上面半圓軌跡己在圖中畫出）

 

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如圖所示，一帶電粒子從y軸上的a點(diǎn)以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域，射入的速度為v0．帶電粒子的質(zhì)量為m，帶負(fù)電，電荷量為q．為了使帶電粒子通過x軸上的b點(diǎn)，可在第一象限的某區(qū)域加一個沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，電場區(qū)域沿y軸方向無限長，沿x方向的寬度為s．已知Oa＝L，不計帶電粒子的重力．

(1)若b點(diǎn)在電場內(nèi)，要使粒子過b點(diǎn)，求該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離；

(2)若b點(diǎn)在電場外，在第一象限緊挨電場右側(cè)加一個垂直于xOy平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，該磁場足夠大，使得粒子也能過b點(diǎn)且速度方向沿x軸正方向，求該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離．

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一、1、AD 2、AC 3、A 4、A 5、BC 6、B 7、C 8、D

9、AC 10、BD 11、D 12、BC

二、實(shí)驗題（本題共2小題共18分）將答案填在橫線上或作圖和連線.

13、（8分）（1）d（2分）   0.70 （2分）  （2）24（2分）   小于（2分）

 

14、（10分）（1）（5分）

 

 

 

 

 

 

 

（2）c．調(diào)節(jié)R ，使電壓表示數(shù)為6V  （2分）

e．在導(dǎo)電紙上移動探針，找此基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢點(diǎn)。并壓印在白紙上（3分）

 

三、本大題共四小題共計54分．解答時請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

15、（12分）設(shè)他從家門口到學(xué)校門口所用時間為t，腳蹬板的線速度為，輪盤邊緣的線速度為，飛輪邊緣的線速度為，后車輪邊緣的線速度為。

由線速度的定義式有：………………………………①（2分）

        由腳蹬板與輪盤的轉(zhuǎn)動角速度相同有：………………②（2分）

由飛輪與后車輪的轉(zhuǎn)動角速度相同有： ………………③（2分）

因為輪盤與飛輪之間用鏈條轉(zhuǎn)動，它們邊緣上的線速度相同，即：

…………………………………………………④（2分）

車輪邊緣的線速度與自行車行駛的速度大小相等，則距離為：

…………………………………………………⑤（2分）

由以上各式得：………………………………………⑥（2分）

16、（13分）（1）當(dāng)以CD為軸轉(zhuǎn)動時， AB棒切割磁感線，當(dāng)轉(zhuǎn)到AD邊豎直時

（1分）

   （2分）

AB受到的水平外力應(yīng)等于AB邊受到的安培力

（2分）

（2）在轉(zhuǎn)動的過程中，線圈內(nèi)產(chǎn)生了交變電流，從開始轉(zhuǎn)動到AD邊豎直可視為正弦交變電流的0到T/4   （1分）

所以Q=0.00196J（2分）

（3）當(dāng)以CD為軸轉(zhuǎn)動時，僅AB棒切割磁感線。

（1分）

當(dāng)以AB為軸轉(zhuǎn)動時，僅CD棒切割磁感線。

（2分）

第一個周期內(nèi)兩點(diǎn)間的電勢差隨時間變化的關(guān)系為

   

 

 

 

 

（2分）

 

17、（14分）（1）帶電粒子進(jìn)入電場后沿X方向做勻速直線運(yùn)動，沿Y方向做勻加速直線運(yùn)動；

根據(jù)牛頓第二定律得，帶電粒子在電場中運(yùn)動的加速度大小為：

               a=                     （1分）

帶電粒子進(jìn)入電場后在X方向的位移為l，在Y方向的位移為L，根據(jù)運(yùn)動學(xué)規(guī)律，有

l=v0t                     （1分）

L=t2                   （2分）

消去t，解得： l=              

即該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離為（2分）

（2）分析可知，磁場方向應(yīng)垂直XOY平面向外，粒子的運(yùn)動軌跡如圖所示。

設(shè)粒子在磁場中的速率為v ，運(yùn)動半徑為R，則

由Bqv =               （1分）

得R=                （1分）

由幾何關(guān)系可知：

   　 AC=R sinθ              （1分）

所以l = s+AC =s+sinθ　    （2分）

其中：sinθ = =       （1分）

 所以：   l = s+? =s+  （2分）

18、（15分）（1）對水平管中的物體分析，物體能保持靜止，有：

， （1分）  解出  （2分）

（2）物體進(jìn)入水平管時，摩擦力的大小與右端進(jìn)入水平管的距離之間的關(guān)系是：

   ，作出圖：（2分）

從圖中曲線和坐標(biāo)軸所圍的面積可以求出物體在進(jìn)入水平管的過程中，克服阻力所做的功：。（2分）

減小的重力勢能（2分）

能夠全部進(jìn)入管中，重力勢能必大于或等于克服阻力所做的功，

即：，解出。（2分）

（3）當(dāng)時，物體全部進(jìn)入水平管中，設(shè)右端進(jìn)入水平管的距離為，則物體克服阻力所做的功（2分）

減小的重力勢能

由解出（2分）

（用平均值求摩擦力的功同樣給分）

 

 


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