2.半徑為的半圓卷成一個圓錐,則它的體積為( )
A. B. C. D.
1.如果一個水平放置的圖形的斜二測直觀圖是一個底面為,腰和上底均為的等腰梯形,那么原平面圖形的面積是( )
A. B.
C. D.
13(2009北京宣武區(qū))如圖所示,在x軸的上方(y>0的空間內(nèi))存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,一個不計重力的帶正電粒子從坐標原點O處以速度v進入磁場,粒子進入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成45°角,若粒子的質(zhì)量為m,電量為q,求:
(1)該粒子在磁場中作圓周運動的軌道半徑;
(2)粒子在磁場中運動的時間。
解析:
(1)∵qvB=mv2/R ∴R =mv/qB
(2)∵T = 2πm/qB
粒子軌跡如圖示:
∴t =T =
14(2009年湖南郴州市高三調(diào)研試題)如圖所示,一矩形線圈在勻強磁場中繞OO' 軸勻速轉(zhuǎn)動,磁場方向與轉(zhuǎn)軸垂直.已知線圈匝數(shù)n=400,電阻r=0.1Ω,長L1=0.05m,寬L2=0.04m,角速度=l00 rad/s,磁場的磁感應(yīng)強度B=0.25T.線圈兩端外接電阻R=9.9Ω的用電器和一個交流電流表(內(nèi)阻不計),求:
(1)線圈中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢.
(2)電流表A的讀數(shù).
(3)用電器上消耗的電功率.
解析:(1)Em=nBSω
代人數(shù)據(jù)得 Em=400×0.25×0.05×0.04×l00 V=20 V
(2)Im=
代人數(shù)據(jù)得Im=A=2A
∵是正弦交變電流,所以電流表讀數(shù)即有效值
I=A=1.41A
(3)p=I2R=×9.9W=19,8W.
15(2009年安徽合肥35中高三物理第一次質(zhì)量抽測試卷)如圖所示,一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,在ad邊中點O,方向垂直磁場向里射入一速度方向跟ad邊夾角θ = 30°、大小為v0的帶正電粒子,已知粒子質(zhì)量為m,電量為q,ad邊長為L,ab邊足夠長,粒子重力不計,
求:(1)粒子能從ab邊上射出磁場的v0大小范圍.
(2)如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制,求粒子在磁場中運動的最長時間.
答案:(1)<v0≤ (2)
解析:(1)若粒子速度為v0,則qv0B =, 所以有R =,
設(shè)圓心在O1處對應(yīng)圓弧與ab邊相切,相應(yīng)速度為v01,則R1+R1sinθ =,
將R1 =代入上式可得,v01 =
類似地,設(shè)圓心在O2處對應(yīng)圓弧與cd邊相切,相應(yīng)速度為v02,則R2-R2sinθ =,
將R2 =代入上式可得,v02 =
所以粒子能從ab邊上射出磁場的v0應(yīng)滿足<v0≤
(2)由t =及T =可知,粒子在磁場中經(jīng)過的弧所對的圓心角α越長,在磁場中運動的時間也越長。由圖可知,在磁場中運動的半徑r≤R1時,運動時間最長,弧所對圓心角為(2π-2θ),
所以最長時間為t ==
16(2009年江蘇睢寧高中16) 如圖所示,在xoy平面內(nèi),MN和x軸之間有平行于y軸的勻強電場和垂直于xoy平面的勻強磁場,y軸上離坐標原點4 L的A點處有一電子槍,可以沿+x方向射出速度為v0的電子(質(zhì)量為m,電量為e)。如果電場和磁場同時存在,電子將做勻速直線運動.如果撤去電場,只保留磁場,電子將從x軸上距坐標原點3L的C點離開磁場.不計重力的影響,求:
(1)磁感應(yīng)強度B和電場強度E的大小和方向;
(2)如果撤去磁場,只保留電場,電子將從D點(圖中未標出)離開電場,求D點的坐標;
(3)電子通過D點時的動能。
解析:(1)只有磁場時,電子運動軌跡如答圖1所示,
洛侖茲力提供向心力,由幾何關(guān)系: ,
求出,垂直紙面向里! 電子做勻速直線運動 ,
求出,沿軸負方向。
(2)只有電場時,電子從MN上的D點離開電場,如答圖2所示,設(shè)D點橫坐標為 , , ,求出D點的橫坐標為 ,縱坐標為 。
(3)從A點到D點,由動能定理 ,
求出 。
11(2009北京海淀區(qū)) 如圖所示,水平放置的兩塊帶電金屬板a、b平行正對。極板長度為l,板間距也為l,板間存在著方向豎直向下的勻強電場和垂直于紙面向里磁感強度為B的勻強磁場。假設(shè)電場、磁場只存在于兩板間的空間區(qū)域。一質(zhì)量為m的帶電荷量為q的粒子(不計重力及空氣阻力),以水平速度v0從兩極板的左端中間射入場區(qū),恰好做勻速直線運動。求:
(1)金屬板a、b間電壓U的大小_____
(2)若僅將勻強磁場的磁感應(yīng)強度變?yōu)樵瓉淼?倍,粒子將擊中上極板,求粒子運動到達上極板時的動能大小
(3)若撤去電場,粒子能飛出場區(qū),求m、v0、q、B、l滿足的關(guān)系_______
(4)若滿足(3)中條件,粒子在場區(qū)運動的最長時間_____
答案: (1)U=l v0B;(2)EK=m v02qB l v0;(3)或; (4)
12(2009年鄒城二中).如圖所示,在xOy平面內(nèi)的第Ⅲ象限中有沿-y方向的勻強電場,場強大小為E.在第I和第II象限有勻強磁場,方向垂直于坐標平面向里.有一個質(zhì)量為m,電荷量為e的電子,從y軸的P點以初速度v0垂直于電場方向進入電場(不計電子所受重力),經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,沿著與x軸負方向成450角進入磁場,并能返回到原出發(fā)點P.
(1)簡要說明電子的運動情況,并畫出電子運動軌跡的示意圖;
(2)求P點距坐標原點的距離______
(3)電子從P點出發(fā)經(jīng)多長時間再次返回P點_______
答案:(1)如右圖;
(2) ;(3).
4. (2009南京市).一個帶電粒子在磁場力的作用下做勻速圓周運動,要想確定帶電粒子的電荷量與質(zhì)量之比,則只需要知道( B )
A.運動速度v和磁感應(yīng)強度B
B.磁感應(yīng)強度B和運動周期T
C.軌道半徑R和運動速度v
D.軌道半徑R和磁感應(yīng)強度B
5(2009上海南匯區(qū)).矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強磁場中,磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直。規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度B隨時間變化的規(guī)律如圖所示.若規(guī)定順時針方向為感應(yīng)電流i的正方向,下列各圖中正確的是 [ D ]
6(2009山東威海一中3).如圖所示,實線表示在豎直平面內(nèi)的電場線,電場線與水平方向成α角,水平方向的勻強磁場與電場正交,有一帶電液滴沿斜向上的虛線L做直線運動,L與水平方向成β角,且α>β,則下列說法中錯誤的是 ( D )
A.液滴一定做勻速直線運動
B.液滴一定帶正電
C.電場線方向一定斜向上
D.液滴有可能做勻變速直線運動
7(2009北京海淀區(qū)) 如圖甲所示,在空間存在一個變化的電場和一個變化的磁場,電場的方向水平向右(圖甲中由B到C),場強大小隨時間變化情況如圖乙所示;磁感應(yīng)強度方向垂直于紙面、大小隨時間變化情況如圖丙所示。在t=1s時,從A點沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一個粒子,并在此之后,每隔2s有一個相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,并恰好均能擊中C點,若AB=BC=l,且粒子由A運動到C的運動時間小于1s。不計空氣阻力,對于各粒子由A運動到C的過程中,以下說法正確的是 ( BCD )
A.電場強度E0和磁感應(yīng)強度B0的大小之比為3 v0:1
B.第一個粒子和第二個粒子運動的加速度大小之比為1:2
C.第一個粒子和第二個粒子運動的時間之比為π:2
D.第一個粒子和第二個粒子通過C的動能之比為 1:5
8(2009年湖南郴州市高三調(diào)研試題).如圖所示,帶電金屬小球用絕緣絲線系住,絲線上端固定,形成一個單擺.如果在擺球經(jīng)過的區(qū)域加上如圖所示的磁場,不計摩擦及
空氣阻力,下列說法中正確的是(AD)
A.單擺周期不變
B.單擺周期變大
C.單擺的振幅逐漸減小
D.擺球在最大位移處所受絲線的拉力大小不變
9(2009年安徽合肥35中高三物理第一次質(zhì)量抽測試卷)某勻強磁場垂直穿過一個線圈平面,磁感強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖線所示.若在某1s內(nèi)穿過線圈中磁通量的變化量為零,則該1s 開始的時刻是 ( C )
A.第1.51s B.第1.69 s C.第 D.第
10(2009山東泰安一模) 如圖甲所示為一個質(zhì)量為、電荷量為的圓環(huán),可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動,細桿處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,(不計空氣阻力),現(xiàn)給圓環(huán)向右初速度,在以后的運動過程中,圓環(huán)運動的速度圖象可能是圖乙中的( AC )
3. (2009北京西城區(qū)) 如圖,空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,電場和磁場相互垂直。在電磁場區(qū)域中,有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個帶正電的小球。O點為圓環(huán)的圓心,a、b、c為圓環(huán)上的三個點,a點為最高點,c點為最低點,Ob沿水平方向。已知小球所受電場力與重力大小相等,F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放。下列判斷正確的是( D )
A.當小球運動的弧長為圓周長的1/4時,洛侖茲力最大
B.當小球運動的弧長為圓周長的1/2時,洛侖茲力最大
C.小球從a點到b點,重力勢能減小,電勢能增大
D.小球從b點運動到c點,電勢能增大,動能先增大后減小
2.(2009湛江市)唱卡拉OK用的話筒,內(nèi)有傳感器,其中有一種是動圈式的,它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈,線圈處于永磁體的磁場中,當聲波使膜片前后振動時,就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘,下列說法正確的是 ( BD )
A. 該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的
B. 該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的
C.膜片振動時,穿過金屬線圈的磁通量總是增加的
D. 膜片振動時,金屬線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
1.(2009年山東省實驗中學(xué)) 如圖所示,在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強電場,電場強度為E,在第一、第四象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小相等. 有一個帶電粒子以初速度v0垂直x軸,從x軸上的P點進入勻強電場,恰好與y軸成45°角射出電場,再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于x軸進入下面的磁場.已知OP之間的距離為d,則帶電粒子 ( AD )
A.在電場中運動的時間為
B.在磁場中做圓周運動的半徑為
C.自進入磁場至第二次經(jīng)過x軸所用時間為
D.自進入電場至在磁場中第二次經(jīng)過x軸的時間為
24.(09年重慶卷)25.(19分)如題25圖,離子源A產(chǎn)生的初速為零、帶電量均為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U0的加速電場加速后勻速通過準直管,垂直射入勻強偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)后通過極板HM上的小孔S離開電場,經(jīng)過一段勻速直線運動,垂直于邊界MN進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。已知HO=d,HS=2d,=90°。(忽略粒子所受重力)
(1)求偏轉(zhuǎn)電場場強E0的大小以及HM與MN的夾角;
(2)求質(zhì)量為m的離子在磁場中做圓周運動的半徑;
(3)若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點處,質(zhì)量為16m的離子打在處。求和之間的距離以及能打在NQ上的正離子的質(zhì)量范圍。
解析:
2009年聯(lián)考題
23.(09年海南物理)16.(10分)如圖,ABCD是邊長為的正方形。質(zhì)量為、電荷量為的電子以大小為的初速度沿紙面垂直于BC變射入正方形區(qū)域。在正方形內(nèi)適當區(qū)域中有勻強磁場。電子從BC邊上的任意點入射,都只能從A點射出磁場。不計重力,求:
(1)次勻強磁場區(qū)域中磁感應(yīng)強度的方向和大;
(2)此勻強磁場區(qū)域的最小面積。
解析:(1)設(shè)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小為B。令圓弧是自C點垂直于BC入射的電子在磁場中的運行
軌道。電子所受到的磁場的作用力
應(yīng)指向圓弧的圓心,因而磁場的方向應(yīng)垂直于紙面向外。圓弧的圓心在CB邊或其延長線上。依題意, 圓心在A、C連線的中垂線上,故B 點即為圓心,圓半徑為按照牛頓定律有
聯(lián)立①②式得
(2)由(1)中決定的磁感應(yīng)強度的方向和大小,可知自點垂直于入射電子在A點沿DA方向射出,且自BC邊上其它點垂直于入射的電子的運動軌道只能在BAEC區(qū)域中。因而,圓弧是所求的最小磁場區(qū)域的一個邊界。
為了決定該磁場區(qū)域的另一邊界,我們來考察射中A點的電子的速度方向與BA的延長線交角為(不妨設(shè))的情形。該電子的運動軌跡如圖所示。
圖中,圓的圓心為O,pq垂直于BC邊 ,由③式知,圓弧的半徑仍為,在D為原點、DC為x軸,AD為軸的坐標系中,P點的坐標為
這意味著,在范圍內(nèi),p點形成以D為圓心、為半徑的四分之一圓周,它是電子做直線運動和圓周運動的分界線,構(gòu)成所求磁場區(qū)域的另一邊界。
因此,所求的最小勻強磁場區(qū)域時分別以和為圓心、為半徑的兩個四分之一圓周和所圍成的,其面積為
評分參考:本題10分。第(1)問4分,①至③式各1分;得出正確的磁場方向的,再給1分。第(2)問6分,得出“圓弧是所求磁場區(qū)域的一個邊界”的,給2分;得出所求磁場區(qū)域的另一個邊界的,再給2分;⑥式2分。
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