0  445970  445978  445984  445988  445994  445996  446000  446006  446008  446014  446020  446024  446026  446030  446036  446038  446044  446048  446050  446054  446056  446060  446062  446064  446065  446066  446068  446069  446070  446072  446074  446078  446080  446084  446086  446090  446096  446098  446104  446108  446110  446114  446120  446126  446128  446134  446138  446140  446146  446150  446156  446164  447090 

19.(09年浙江卷)25.(22分)如圖所示,x軸正方向水平向右,y軸正方向豎直向上。在xOy平面內(nèi)有與y軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng),在半徑為R的圓內(nèi)還有與xOy平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在圓的左邊放置一帶電微粒發(fā)射裝置,它沿x軸正方向發(fā)射出一束具有相同質(zhì)量m、電荷量q(q>0)和初速度v的帶電微粒。發(fā)射時(shí),這束帶電微粒分布在0<y<2R的區(qū)間內(nèi)。已知重力加速度大小為g。

(1)從A點(diǎn)射出的帶電微粒平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入有磁場(chǎng)區(qū)域,并從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向離開(kāi),求點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。

(2)請(qǐng)指出這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域,并說(shuō)明理由。

(3)若這束帶電微粒初速度變?yōu)?v,那么它們與x軸相交的區(qū)域又在哪里?并說(shuō)明理由。

答案:(1);方向垂直于紙面向外;(2)見(jiàn)解析;(3)與x同相交的區(qū)域范圍是x>0。

解析:本題考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。

帶電粒子平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),說(shuō)明帶電微粒所受重力和電場(chǎng)力平衡。設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,由

           

可得         

方向沿y軸正方向。

帶電微粒進(jìn)入磁場(chǎng)后,將做圓周運(yùn)動(dòng)。 且

            r=R

如圖(a)所示,設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。由

             

得           

方向垂直于紙面向外

(2)這束帶電微粒都通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。

方法一:從任一點(diǎn)P水平進(jìn)入磁場(chǎng)的帶電微粒在磁場(chǎng)中做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),其圓心位于其正下方的Q點(diǎn),如圖b所示,這束帶電微粒進(jìn)入磁場(chǎng)后的圓心軌跡是如圖b的虛線半圓,此圓的圓心是坐標(biāo)原點(diǎn)為。

方法二:從任一點(diǎn)P水平進(jìn)入磁場(chǎng)的帶電微粒在磁場(chǎng)中做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如圖b示,高P點(diǎn)與O′點(diǎn)的連線與y軸的夾角為θ,其圓心Q的坐標(biāo)為(-Rsinθ,Rcosθ),圓周運(yùn)動(dòng)軌跡方程為

         x=0          x=-Rsinθ

         y=0      或     y=R(1+cosθ)

(3)這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域是x>0

帶電微粒在磁場(chǎng)中經(jīng)過(guò)一段半徑為r′的圓弧運(yùn)動(dòng)后,將在y同的右方(x>0)的區(qū)域離開(kāi)磁場(chǎng)并做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖c所示?拷麺點(diǎn)發(fā)射出來(lái)的帶電微粒在突出磁場(chǎng)后會(huì)射向x同正方向的無(wú)窮遠(yuǎn)處國(guó)靠近N點(diǎn)發(fā)射出來(lái)的帶電微粒會(huì)在靠近原點(diǎn)之處穿出磁場(chǎng)。所以,這束帶電微粒與x同相交的區(qū)域范圍是x>0.

試題詳情

18.(09年福建卷)22.(20分)圖為可測(cè)定比荷的某裝置的簡(jiǎn)化示意圖,在第一象限區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.0×10-3T,在X軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.50m的P處為離子的入射口,在Y上安放接收器,現(xiàn)將一帶正電荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率從P處射入磁場(chǎng),若粒子在y軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.50m的M處被觀測(cè)到,且運(yùn)動(dòng)軌跡半徑恰好最小,設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m,電量為q,不記其重力。

(1)求上述粒子的比荷;

(2)如果在上述粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某個(gè)時(shí)刻,在第一象限內(nèi)再加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),就可以使其沿y軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向,并求出從粒子射入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間加這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng);

(3)為了在M處觀測(cè)到按題設(shè)條件運(yùn)動(dòng)的上述粒子,在第一象限內(nèi)的磁場(chǎng)可以局限在一個(gè)矩形區(qū)域內(nèi),求此矩形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積,并在圖中畫(huà)出該矩形。

答案(1)=4.9×C/kg(或5.0×C/kg);(2) ; (3)

解析:第(1)問(wèn)本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。第(2)問(wèn)涉及到復(fù)合場(chǎng)(速度選擇器模型)第(3)問(wèn)是帶電粒子在有界磁場(chǎng)(矩形區(qū)域)中的運(yùn)動(dòng)。

(1)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為r。如圖甲,依題意MP連線即為該粒子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的直徑,由幾何關(guān)系得

       ①

由洛倫茲力提供粒子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,可得

      、

聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)得

=4.9×C/kg(或5.0×C/kg)  ③

(2)設(shè)所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E。如圖乙,當(dāng)粒子子經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí),速度沿y軸正方向,依題意,在此時(shí)加入沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力與此時(shí)洛倫茲力平衡,則有

      、

代入數(shù)據(jù)得

    、

所加電場(chǎng)的長(zhǎng)槍方向沿x軸正方向。由幾何關(guān)系可知,圓弧PQ所對(duì)應(yīng)的圓心角為45°,設(shè)帶點(diǎn)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,所求時(shí)間為t,則有

    、

      、

聯(lián)立①⑥⑦并代入數(shù)據(jù)得

    ⑧

(3)如圖丙,所求的最小矩形是,該區(qū)域面積

        、

聯(lián)立①⑨并代入數(shù)據(jù)得

  

矩形如圖丙中(虛線)

試題詳情

17.(09年山東卷)25.(18分)如圖甲所示,建立Oxy坐標(biāo)系,兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱,極板長(zhǎng)度和板間距均為l,第一四象限有磁場(chǎng),方向垂直于Oxy平面向里。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸間右連接發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度相同、重力不計(jì)的帶電粒子在0~3t時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓(不考慮極邊緣的影響)。

已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0時(shí),刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)。上述m、q、l、l0、B為已知量。(不  

考慮粒子間相互影響及返回板間的情況)

 

(1)求電壓U的大小。

(2)求時(shí)進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。

(3)何時(shí)把兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短?求此最短時(shí)間。

解析:(1)時(shí)刻進(jìn)入兩極板的帶電粒子在電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),時(shí)刻剛好從極板邊緣射出,在y軸負(fù)方向偏移的距離為,則有

聯(lián)立以上三式,解得兩極板間偏轉(zhuǎn)電壓為④。

(2)時(shí)刻進(jìn)入兩極板的帶電粒子,前時(shí)間在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn),后時(shí)間兩極板沒(méi)有電場(chǎng),帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)。帶電粒子沿x軸方向的分速度大小為

帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)沿y軸負(fù)方向的分速度大小為

帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度大小為

設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,則有

聯(lián)立③⑤⑥⑦⑧式解得⑨。

(3)時(shí)刻進(jìn)入兩極板的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短。帶電粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)沿y軸正方向的分速度為⑩,設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸正方向的夾角為,則,聯(lián)立③⑤⑩式解得,帶電粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的軌跡圖如圖所示,圓弧所對(duì)的圓心角為,所求最短時(shí)間為,帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為,聯(lián)立以上兩式解得。

考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。

試題詳情

16.(09年天津卷)11.(18分)如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi),在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里,電場(chǎng)線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球,從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出,經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng),恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從x軸上的N點(diǎn)第一次離開(kāi)電場(chǎng)和磁場(chǎng),MN之間的距離為L(zhǎng),小球過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸的方向夾角為.不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,求

(1)   電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向;

(2)   小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大小;

(3)   A點(diǎn)到x軸的高度h.

答案:(1),方向豎直向上  (2)    (3)

解析:本題考查平拋運(yùn)動(dòng)和帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。

(1)小球在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),說(shuō)明電場(chǎng)力和重力平衡(恒力不能充當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力),有

                     ①

                    ②

重力的方向豎直向下,電場(chǎng)力方向只能向上,由于小球帶正電,所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上。

(2)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),O′為圓心,MN為弦長(zhǎng),,如圖所示。設(shè)半徑為r,由幾何關(guān)系知

                       、

小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛侖茲力白日提供,設(shè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速率為v,有

                 ④

   由速度的合成與分解知

                       、

由③④⑤式得

                      、

(3)設(shè)小球到M點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為vy,它與水平分速度的關(guān)系為

                      、

由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律

                     、

由⑥⑦⑧式得

                              、

試題詳情

15.(09年全國(guó)卷Ⅱ)25.(18分)如圖,在寬度分別為的兩個(gè)毗鄰的條形區(qū)域分別有勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,電場(chǎng)方向與電、磁場(chǎng)分界線平行向右。一帶正電荷的粒子以速率v從磁場(chǎng)區(qū)域上邊界的P點(diǎn)斜射入磁場(chǎng),然后以垂直于電、磁場(chǎng)分界線的方向進(jìn)入電場(chǎng),最后從電場(chǎng)邊界上的Q點(diǎn)射出。已知PQ垂直于電場(chǎng)方向,粒子軌跡與電、磁場(chǎng)分界線的交點(diǎn)到PQ的距離為d。不計(jì)重力,求電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比及粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比。

答案:

解析:本題考查帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。

粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示.由于粒子在分界線處的速度與分界線垂直,圓心O應(yīng)在分界線上,OP長(zhǎng)度即為粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧的半徑R.由幾何關(guān)系得

………①

設(shè)粒子的質(zhì)量和所帶正電荷分別為m和q,由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得

……………②

設(shè)為虛線與分界線的交點(diǎn),,則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為……③

式中有………④粒子進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng),其初速度為v,方向垂直于電場(chǎng).設(shè)粒子的加速度大小為a,由牛頓第二定律得…………⑤

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有……⑥          ………⑦

由①②⑤⑥⑦式得…………⑧

由①③④⑦式得

試題詳情

14.(09年全國(guó)卷Ⅰ)26(21分)如圖,在x軸下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于x y平面向外。P是y軸上距原點(diǎn)為h的一點(diǎn),N0為x軸上距原點(diǎn)為a的一點(diǎn)。A是一塊平行于x軸的擋板,與x軸的距離為,A的中點(diǎn)在y軸上,長(zhǎng)度略小于。帶點(diǎn)粒子與擋板碰撞前后,x方向的分速度不變,y方向的分速度反向、大小不變。質(zhì)量為m,電荷量為q(q>0)的粒子從P點(diǎn)瞄準(zhǔn)N0點(diǎn)入射,最后又通過(guò)P點(diǎn)。不計(jì)重力。求粒子入射速度的所有可能值。

解析:設(shè)粒子的入射速度為v,第一次射出磁場(chǎng)的點(diǎn)為,與板碰撞后再次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置為.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R,有…⑴

粒子速率不變,每次進(jìn)入磁場(chǎng)與射出磁場(chǎng)位置間距離保持不變有…⑵

粒子射出磁場(chǎng)與下一次進(jìn)入磁場(chǎng)位置間的距離始終不變,與相等.由圖可以看出……⑶

設(shè)粒子最終離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),與檔板相碰n次(n=0、1、2、3…).若粒子能回到P點(diǎn),由對(duì)稱性,出射點(diǎn)的x坐標(biāo)應(yīng)為-a,即……⑷

由⑶⑷兩式得……⑸

若粒子與擋板發(fā)生碰撞,有……⑹

聯(lián)立⑶⑷⑹得n<3………⑺

聯(lián)立⑴⑵⑸得

………⑻

代入⑻中得

…………⑼

…………⑾

…………⑿

試題詳情

13.(09年海南物理)4.一長(zhǎng)直鐵芯上繞有一固定線圈M,鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接,木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N,N可在木質(zhì)圓柱上無(wú)摩擦移動(dòng)。M連接在如圖所示的電路中,其中R為滑線變阻器,為直流電源,S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。下列情況中,可觀測(cè)到N向左運(yùn)動(dòng)的是               (  C  )

A.在S斷開(kāi)的情況下,S向a閉合的瞬間

B.在S斷開(kāi)的情況下,S向b閉合的瞬間

C.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí)

D.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí)

試題詳情

12.(09年海南物理)2.一根容易形變的彈性導(dǎo)線,兩端固定。導(dǎo)線中通有電流,方向如圖中箭頭所示。當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí),導(dǎo)線呈直線狀態(tài):當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個(gè)圖示中正確的是                                  (  D  )

試題詳情

11.(09年安徽卷)20. 如圖甲所示,一個(gè)電阻為R,面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd,水平旋轉(zhuǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向與ad邊垂直并與線框平面成450角,o、o’ 分別是abcd邊的中點(diǎn),F(xiàn)將線框右半邊obco’ oo’ 逆時(shí)針900到圖乙所示位置。在這一過(guò)程中,導(dǎo)線中通過(guò)的電荷量是    (  A  )

A.           B.          C.        D. 0

解析:對(duì)線框的右半邊(obco′)未旋轉(zhuǎn)時(shí)整個(gè)回路的磁通量。對(duì)線框的右半邊(obco′)旋轉(zhuǎn)90o后,穿進(jìn)跟穿出的磁通量相等,如右圖整個(gè)回路的磁通量。根據(jù)公式。選A

試題詳情

10.(09年寧夏卷)16. 醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí),利用電磁血流計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)通過(guò)動(dòng)脈的血流速度。電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成,磁極間的磁場(chǎng)是均勻的。使用時(shí),兩電極a、b均與血管壁接觸,兩觸點(diǎn)的連線、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直,如圖所示。由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差。在達(dá)到平衡時(shí),血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看作是勻強(qiáng)電場(chǎng),血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零。在某次監(jiān)測(cè)中,兩觸點(diǎn)的距離為3.0mm,血管壁的厚度可忽略,兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160µV,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040T。則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為   (  A  )

A. 1.3m/s ,a正、b負(fù)      B. 2.7m/s , a正、b負(fù)

C.1.3m/s,a負(fù)、b正      D. 2.7m/s , a負(fù)、b正

試題詳情


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