題目列表(包括答案和解析)
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如圖所示,一帶電微粒質量m=2.0×10-11kg、電荷量q=+1.0×10-5C,從靜止開始經電壓為U1=100V的電場加速后,水平進入兩平行金屬板間的偏轉電場中,微粒射出電場時的偏轉角θ=30°,并接著進入一個方向垂直紙面向里、寬度D=34.6cm的勻強磁場區(qū)域。已知偏轉電場中金屬板長L=20cm,兩板間距d=17.3cm,重力忽略不計。求:
(1)帶電微粒進入偏轉電場時的速率v1;
(2)偏轉電場中兩金屬板間的電壓U2;
(3)為使帶電微粒不會由磁場右邊射出,該勻強磁場的磁感應強度B至少為多大?
如圖所示,一帶電微粒質量為m=2.0×10-11kg、電荷量q=+1.0×10-5C,從靜止開始經電壓為U1=100V的電場加速后,水平進入兩平行金屬板間的偏轉電場中,微粒射出電場時的偏轉角θ=30º,并接著進入一個方向垂直紙面向里、寬度為D=34.6cm的勻強磁場區(qū)域。已知偏轉電場中金屬板長L=20cm,兩板間距d=17.3cm,重力忽略不計。求:
⑴帶電微粒進入偏轉電場時的速率v1;
⑵偏轉電場中兩金屬板間的電壓U2;
⑶為使帶電微粒不會由磁場右邊射出,該勻強磁場的磁感應強度B至少多大?
如圖所示, 一帶電微粒質量為m=2.0×10-11kg、 電荷量q=+1.0×10-5C,從靜止開始經電壓為U1=100V的電場加速后,水平進入兩平行金屬板間的偏轉電場中,微粒射出電場時的偏轉角θ=30??,并接著進入一個方向垂直紙面向里、寬度為D=34.6cm的勻強磁場區(qū)域。已知偏轉電場中金屬板長L=20cm,兩板間距d=17.3cm,重力忽略不計。(取=1.73)求:
(1)電微粒進入偏轉電場時的速率v1;
(2)偏轉電場中兩金屬板間的電壓U2;
(3)使帶電微粒不會由磁場右邊射出,該勻強磁場的磁感應強度B至少多大?
如圖所示,一帶電微粒質量為m=2.0×10-11kg、電荷量q=+1.0×10-5C,從靜止開始經電壓為U1=100V的電場加速后,水平進入兩平行金屬板間的偏轉電場中,微粒射出電場時的偏轉角θ=30º,并接著進入一個方向垂直紙面向里、寬度為D=34.6cm的勻強磁場區(qū)域。已知偏轉電場中金屬板長L=20cm,兩板間距d=17.3cm,重力忽略不計。求:
⑴帶電微粒進入偏轉電場時的速率v1;
⑵偏轉電場中兩金屬板間的電壓U2;
⑶為使帶電微粒不會由磁場右邊射出,該勻強磁場的磁感應強度B至少多大?
一、選擇題:本題共10小題,每小題4分,共40分。在每個小題給出的四個選項中至少有一個選項符合題目要求,選全的得4分,選對但不全的得2分,選錯和不選的得0分。
1.D 2.C 3.BD 4.A 5.D 6.BD 7.D 8.D 9.A 10.C
二、實驗題 :本題共4個小題,滿分23分,把答案直接填在題中的相應位置。
11. A C (3分)
12. A B D (3分)
13.D、B、E (3分)
14.(14分)(1)E (2分)
(2)見右圖 (3分)
(3)見下左圖(2分),1.50, 0.80 (各2分)
(4)如下圖右(3分)
三、計算題:本題共3個小題,共37分。解答應寫出必要的文字說明、示意圖、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位。
15.(12分)解:
(1)小球第一次上升過程中 (1分)
(1分)
小球第一次下落過程中 (1分)
(1分)
(1分)
(2) 第一次落回地面時的速度為,有
(2分)
第二次上升的速度為,有
, (2分)
小球與地面撞擊時損失的能量為 (1分)
小球在空中損失的機械能為 (1分)
從小球剛開始上拋到第二次落到平面之前的過程中損失的機械能為 (1分)
16.(12分)解:(1)微粒在加速電場中由動能定理得
解得v0=1.0×
(2)微粒在偏轉電場中做類平拋運動,有
, (2分)
飛出電場時,速度偏轉角的正切為
解得 θ=30o (2分)
(3)進入磁場時微粒的速度是: (2分)
軌跡如圖,由幾何關系有: (1分)
洛倫茲力提供向心力: (2分)
聯立以上三式得
代入數據解得 (1分)
17.(13分)解:
(1)根據牛頓第二定律 ①(2分)
②
③(1分)
聯立①②③得=
(2)設金屬棒運動達到穩(wěn)定時,速度為v,所受安培力為F,棒在沿導軌方向受力平衡
⑤(2分)
此時金屬棒克服安培力做功的功率P等于電路中電阻R消耗的電功率
⑥ (1分)
由⑤⑥兩式解得
將已知數據代入上式得=
(3)設電路中電流為I,兩導軌間金屬棒的長為L,磁場的磁感應強度為B
(1分)
(1分)
(1分)
由以上三式解得 (1分)
磁場方向垂直導軌平面向上 (1分)
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