15.如圖17所示.水平放置的兩塊帶電金屬極板a.b平行正對.極板長度為l.板間距為d.板間存在著方向豎直向下.場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場.假設(shè)電場.磁場只存在于兩板間.一質(zhì)量為m.電荷量為q的粒子.以水平速度v0從兩極板的左端正中央沿垂直于電場.磁場的方向射入極板間.恰好做勻速直線運(yùn)動.不計(jì)粒子的重力及空氣阻力. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖17所示,光滑絕緣水平桌面上固定一絕緣擋板P,質(zhì)量分別為mA和mB的小物塊A和B(可視為質(zhì)點(diǎn))分別帶有+QA和+QB的電荷量,兩物塊由絕緣的輕彈簧相連,一不可伸長的輕繩跨過定滑輪,一端與物塊B連接,另一端連接輕質(zhì)小鉤。整個(gè)裝置處于正交的場強(qiáng)大小為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向水平向里的勻強(qiáng)磁場中。物塊A,B開始時(shí)均靜止,已知彈簧的勁度系數(shù)為K,不計(jì)一切摩擦及AB間的庫侖力,在運(yùn)動過程中物塊A、B所帶的電荷量不變,物塊B不會碰到滑輪,物塊A、B均不離開水平桌面。若在小鉤上掛一質(zhì)量為M的物塊C并由靜止釋放,可恰使物塊A對擋板P的壓力為零,但不會離開P,則

(1)求物塊C下落的最大距離;

(2)求小物塊C下落到最低點(diǎn)的過程中,小物塊B的電勢能的變化量、彈簧的彈性勢能變化量;

(3)若C的質(zhì)量改為2M,求小物塊A剛離開擋板P時(shí)小物塊B的速度大小以及此時(shí)小物塊B對水平桌面的壓力。

 

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如圖17所示,光滑絕緣水平桌面上固定一絕緣擋板P,質(zhì)量分別為mA和mB的小物塊A和B(可視為質(zhì)點(diǎn))分別帶有+QA和+QB的電荷量,兩物塊由絕緣的輕彈簧相連,一不可伸長的輕繩跨過定滑輪,一端與物塊B連接,另一端連接輕質(zhì)小鉤。整個(gè)裝置處于正交的場強(qiáng)大小為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向水平向里的勻強(qiáng)磁場中。物塊A,B開始時(shí)均靜止,已知彈簧的勁度系數(shù)為K,不計(jì)一切摩擦及AB間的庫侖力,在運(yùn)動過程中物塊A、B所帶的電荷量不變,物塊B不會碰到滑輪,物塊A、B均不離開水平桌面。若在小鉤上掛一質(zhì)量為M的物塊C并由靜止釋放,可恰使物塊A對擋板P的壓力為零,但不會離開P,則

(1)求物塊C下落的最大距離;
(2)求小物塊C下落到最低點(diǎn)的過程中,小物塊B的電勢能的變化量、彈簧的彈性勢能變化量;
(3)若C的質(zhì)量改為2M,求小物塊A剛離開擋板P時(shí)小物塊B的速度大小以及此時(shí)小物塊B對水平桌面的壓力。

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如圖17所示,光滑絕緣水平桌面上固定一絕緣擋板P,質(zhì)量分別為mA和mB的小物塊A和B(可視為質(zhì)點(diǎn))分別帶有+QA和+QB的電荷量,兩物塊由絕緣的輕彈簧相連,一不可伸長的輕繩跨過定滑輪,一端與物塊B連接,另一端連接輕質(zhì)小鉤。整個(gè)裝置處于正交的場強(qiáng)大小為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向水平向里的勻強(qiáng)磁場中。物塊A,B開始時(shí)均靜止,已知彈簧的勁度系數(shù)為K,不計(jì)一切摩擦及AB間的庫侖力,在運(yùn)動過程中物塊A、B所帶的電荷量不變,物塊B不會碰到滑輪,物塊A、B均不離開水平桌面。若在小鉤上掛一質(zhì)量為M的物塊C并由靜止釋放,可恰使物塊A對擋板P的壓力為零,但不會離開P,則

(1)求物塊C下落的最大距離;

(2)求小物塊C下落到最低點(diǎn)的過程中,小物塊B的電勢能的變化量、彈簧的彈性勢能變化量;

(3)若C的質(zhì)量改為2M,求小物塊A剛離開擋板P時(shí)小物塊B的速度大小以及此時(shí)小物塊B對水平桌面的壓力。

 

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如圖17所示,光滑絕緣水平桌面上固定一絕緣擋板P,質(zhì)量分別為mA和mB的小物塊A和B(可視為質(zhì)點(diǎn))分別帶有+QA和+QB的電荷量,兩物塊由絕緣的輕彈簧相連,一不可伸長的輕繩跨過定滑輪,一端與物塊B連接,另一端連接輕質(zhì)小鉤。整個(gè)裝置處于正交的場強(qiáng)大小為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向水平向里的勻強(qiáng)磁場中。物塊A,B開始時(shí)均靜止,已知彈簧的勁度系數(shù)為K,不計(jì)一切摩擦及AB間的庫侖力,在運(yùn)動過程中物塊A、B所帶的電荷量不變,物塊B不會碰到滑輪,物塊A、B均不離開水平桌面。若在小鉤上掛一質(zhì)量為M的物塊C并由靜止釋放,可恰使物塊A對擋板P的壓力為零,但不會離開P,則

(1)求物塊C下落的最大距離;
(2)求小物塊C下落到最低點(diǎn)的過程中,小物塊B的電勢能的變化量、彈簧的彈性勢能變化量;
(3)若C的質(zhì)量改為2M,求小物塊A剛離開擋板P時(shí)小物塊B的速度大小以及此時(shí)小物塊B對水平桌面的壓力。

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用如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊,其總質(zhì)量為m,遮光片兩條豎邊與導(dǎo)軌垂直;導(dǎo)軌上B點(diǎn)處有一光電門,測得遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間為t,用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離,h表示A與C的高度差,b表示遮光片的寬度,s表示A、B兩點(diǎn)間的距離.將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度,用g表示重力加速度.完成下列填空和作圖:

(1)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放,則在滑塊從A運(yùn)動至B的過程中,滑塊、遮光片組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量表示為△EP=
mghs
d
mghs
d
.動能的增加量表示為△Ek=
mb2
2t2
mb2
2t2
.在滑塊運(yùn)動過程中若機(jī)械能守恒,則與s的關(guān)系式為=
1
t2
=
ghs
b2d
1
t2
=
ghs
b2d

(2)多次改變光電門的位置,每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑,測量相應(yīng)的s與t值,結(jié)果如下表所示:
1 2 3 4 5
s/m 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40
t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
/104s-2 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),在如圖2的坐標(biāo)紙中已經(jīng)描出2、3、4數(shù)據(jù)點(diǎn);請描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),并根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線,求得該直線的斜率:k=
2.40
2.40
×104m-1?s-2(保留3位有效數(shù)字).實(shí)驗(yàn)中,除了必須測量g、d和h的數(shù)值外,還應(yīng)測量
遮光片的寬度b
遮光片的寬度b
的數(shù)值,并用上述測量量表達(dá)k0=
gh
b2d
gh
b2d
,計(jì)算出k0的值,然后將k和k0進(jìn)行比較,若其差值在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.

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一、本題共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對的得3分,選對但不全的得2分,有選錯或不答的得0分。

題 號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答 案

CD

AC

D

AB

C

BD

AD

BC

ABC

BC

 

二、本題共3小題,共14分。

11.(1)左;  (2分)   (2)大  (2分)

12.(1)小于;  (2分)  (2)9.4  (2分)

13.(1)R1;  (2分)  (2)見答圖1;(2分)
(3)BD  (2分)

三、本題共7小題,共56分。解答應(yīng)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。

14.(7分)

解:(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=Blv,…………………(1分)

根據(jù)閉合電路歐姆定律,通過電阻R的電流大小I= =0.5A…………………(2分)

(2)M、N兩端電壓為路端電壓,則UMN=IR=0.4V…………………………………(2分)

(3)每秒鐘重力勢能轉(zhuǎn)化為電能E=(R+r)t =0.25J…………………………(2分)

15.(7分)

解:(1)帶電粒子勻速通過場區(qū)時(shí)受到的電場力與洛侖茲力平衡,qE=qv0B,解得磁感應(yīng)強(qiáng)度……………………………………………………………………(2分)

(2)電子通過電場區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離……………………………………(2分)

(3)設(shè)粒子運(yùn)動到下極板時(shí)的動能大小為Ek,根據(jù)動能定理

    q?2E?d = Ek-………………………………………………………………(1分)

解得Ek =………………………………………………………………………(2分)

16.(8分)

解:(1)油滴速度為時(shí)所受阻力=k,

油滴向下勻速運(yùn)動時(shí),重力與阻力平衡,有=mg……………………………………(1分)

…………………………………………………………………………(1分)

…………………………………………………………………………(2分)

(2)設(shè)油滴所帶電荷量為q,油滴受到的電場力F

油滴向上勻速運(yùn)動時(shí),阻力向下,油滴受力平衡,………………(2分)

則油滴所帶電荷量 ………………………………………………(2分)

17.(8分)

解:(1)在0~0.3s時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動勢……………(1分)

在0.3~0.5s時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動勢………………………(1分)

(2)在0~0.3s時(shí)間內(nèi)………(1分)

在0.3~0.5s時(shí)間內(nèi)…………(1分)

i-t圖象如答圖2所示!1分)

(3)在0~0.3s時(shí)間內(nèi),圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量……(1分)

在0.3~0.5s時(shí)間內(nèi),圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量  ……(1分)在0~10s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量Q=20(Q1+Q2)=9.42×10-2J…………………………(1分)

說明:其他解法正確也得分,數(shù)值計(jì)算問題不重復(fù)扣分。

 

 

18.(8分)

解:(1)電子打到熒光屏上時(shí)速度的大小等于它飛出加速電場的速度大小,設(shè)為v,由動能定理………(1分)

解得……………………………………(2分)

(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為峰值B0時(shí),電子束有最大偏轉(zhuǎn),在熒光屏上打在Q點(diǎn),。電子運(yùn)動軌跡如答圖3所示,設(shè)此時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度為θ,由幾何關(guān)系可知,

,……………………………(1分)

根據(jù)幾何關(guān)系,電子束在磁場中運(yùn)動路徑所對圓心角α=θ,而…………………(1分)

由牛頓第二定律和洛侖茲力公式得evB0=mv2/R………………………………………(1分)

解得…………………………………………………………………………(2分)

19.(9分)

解:(1)電場力F與洛侖茲力f大小之比……………………(2分)

(2)電場力與場強(qiáng)方向相同,洛侖茲力與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向(即場強(qiáng)方向)垂直,帶電質(zhì)點(diǎn)受電場力和洛侖茲力的合力與重力平衡,故磁場和電場方向與yOz平面平行,與-y方向成53°斜向下,方向如答圖4所示。

(qE)2+(qv0B)2=(mg)2……………………………(1分)

解得q=2.0×10-5C……………………………………(2分)

(3)撤去磁場后,帶電質(zhì)點(diǎn)在沿x軸方向上做勻速直線運(yùn)動,經(jīng)過時(shí)間t=0.20s,沿x軸方向上的位移x=v0t=20m………………………………………………………………(1分)

帶電質(zhì)點(diǎn)受恒定合力,其大小等于洛侖茲力,方向與洛侖茲力方向相反。由幾何關(guān)系可知質(zhì)點(diǎn)受合力方向與+y方向成37°斜向下。

質(zhì)點(diǎn)的加速度

位移s在y軸方向的分量y=scos37°=9.6cm,………………………………………(1分)

在z軸方向的分量z=-ssin37°=-7.2cm。………………………………………………(1分)

所以,經(jīng)過時(shí)間t=0.2s帶電質(zhì)點(diǎn)的位置為(20m,9.6cm,-7.2cm)……………(1分)

20.(9分)

解:(1)磁流體發(fā)電機(jī)電動勢E=Bdv ……………………………………………………(1分)

用左手定則判斷出正離子向N板偏轉(zhuǎn),因此N板的電勢高…………………………(1分)

(2)兩板間海水的電阻,回路中的電流……………………………(1分)

磁場對管道內(nèi)海水的作用力F=BId

解得F=……………………………………………………………………… (1分)

方向與v方向相反(水平向東) ……………………………………………………………(1分)

(3)在t時(shí)間內(nèi)管道中海水移動的距離為s=vt …………………………………………(1分)

在t時(shí)間內(nèi)克服摩擦阻力的功W1=kvs,克服磁場力做功W2=Fs ………………(1分)

在t時(shí)間內(nèi)磁流體發(fā)電機(jī)消耗的總機(jī)械能E=W1+W2=……… (2分)

 


同步練習(xí)冊答案