(2)導(dǎo)體棒的質(zhì)量M。
(3)棒下落h的整個(gè)過程中,電阻上產(chǎn)生的電熱。
(4)粒子從E點(diǎn)到F點(diǎn)所用的時(shí)間。
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13、(20分)如圖(a)所示,M、N為中心開有小孔的平行板電容器的兩極板,相距D=1m,其右側(cè)為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B = l×10-3T ,磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng),寬為d=0.01m;在極板M、N之間加有如圖(b)所示交變電壓,M板電勢(shì)高于N板時(shí)電壓為正,F(xiàn)有帶正電粒子不斷從極板M中央小孔處射入電容器,粒子的初速度可忽略不計(jì);其荷質(zhì)比q/m = 2×1011C/kg,重力不計(jì),試求:
(1)t=0時(shí)進(jìn)入電容器內(nèi)的粒子經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間才能進(jìn)入磁場(chǎng)?
(2)t=0時(shí)進(jìn)入電容器內(nèi)的粒子射出磁場(chǎng)時(shí)向上偏移的距離。
(3)在交變電壓第一個(gè)周期內(nèi),哪些時(shí)刻進(jìn)入電容器內(nèi)的粒子能從磁場(chǎng)的右側(cè)射出來?
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一、1、AB
2、AD3、A
4、C5、D
6、C 7、C
8、AC 二、實(shí)驗(yàn)題:(18分)將答案填在題目的空白處,或者要畫圖連線。 9、(6分)(1)0。48;0。40(2)②(3)mgs;(4)①;(5)增加的動(dòng)能;摩擦、定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)。[只要言之有理就給分。比如,若回答減少的重力勢(shì)能可能偏小,原因是數(shù)字計(jì)時(shí)讀出遮光條通過光電門的時(shí)間t偏小而造成的](除5以外各步是1分(5)是2分) 10、(12分)①C
(3分) ②電路如圖所示。(5分) ③,(2分)為電壓表讀數(shù),為電壓表內(nèi)阻。(2分) 三、本大題共三小題共計(jì)54分.解答時(shí)請(qǐng)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(jì)算的題.答案中必須明確寫出數(shù)值和單位 11、(16分)受力分析如圖,據(jù)牛頓第二定律有
① 減速上升250m與加速下降250m互逆 據(jù)題意
②
③ 代入數(shù)據(jù)可得 ④ ⑤ 設(shè)計(jì)師應(yīng)設(shè)計(jì)發(fā)射速度 同時(shí)數(shù)碼點(diǎn)火控制時(shí)間應(yīng)設(shè)定 評(píng)分參考:①②③式分別得4分,④④式分別得2分 12、(18分)(1)在圓形磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng), 洛侖茲力提供向心力 ……………………………… 2分 得
……………………………………………………… 1分 (2)根據(jù)題意粒子恰好不能從O3射出的條件為 ………… 2分 PQ其勻速運(yùn)動(dòng)時(shí), ………………………………… 2分 由③④得 …………………………………………… 1分 (3)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),速度大小為 ………… 1分 代入③中得: …………………………………………… 1分 由能量守恒: 解得 ……………………………………
2分 (4)在圓形磁場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1 ……………………………………………
2分 在電場(chǎng)中往返運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2 由 ……………………………………………………… 2分 ……………………………………………………………… 1分 故…………………………………… 1分 13、(20分)(1)粒子進(jìn)入電容器,其加速度a=……………① 。1分) 假設(shè)能在時(shí)間以內(nèi)穿過電容器,則有at2=D……………② (1分) 由以上兩式并代入數(shù)據(jù)得:t=s……………………………………(3分) t<符合假設(shè),故粒子經(jīng)7.1×10-6s到達(dá)磁場(chǎng)。……………………………(1分) (2)設(shè)粒子到達(dá)磁場(chǎng)時(shí)的速率為v 由動(dòng)能定理得:qU=……………③ 。2分) 粒子進(jìn)入磁場(chǎng)在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其半徑為R,有 qvB=……………④ 。2分) 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖,由幾何知識(shí)有: (R-L)2+d2=R2……………⑤ 。2分) 根據(jù)③④⑤式得粒子向上偏移的距離 L=m=4.1×10-3m…………⑥。1分) (3)如果粒子在磁場(chǎng)中的軌跡恰好與右邊界相切,則半徑R0=d,對(duì)應(yīng)速度為v0 設(shè)在電場(chǎng)中先加速位移x,后減速位移D-x 由動(dòng)能定理: …………⑦ (2分) 加速位移x需要時(shí)間為t,x=…………⑧。2分) 由④⑥⑦⑧得 t=s …………⑨ (2分) 故需在0―(-t)內(nèi)進(jìn)入電容器,即在0―3.9×10-7s進(jìn)入。…………(1分)
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