如圖所示.半徑為r.圓心為O1的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場.在磁場右側有一堅直放置的平行金屬板M和N.兩板間距離為L.在MN板中央各有一個小孔O2.O3.O1.O2.O3在同一水平直線上.與平行金屬板相接的是兩條豎直放置間距為L的足夠長的光滑金屬導軌.導體棒PQ與導軌接觸良好.與阻值為R的電陰形成閉合回路(導軌與導體棒的電阻不計).該回路處在磁感應強度大小為B.方向垂直紙面向里的勻強磁場中.整個裝置處在真空室中.有一束電荷量為+q.質量為m的粒子流.以速率v0從圓形磁場邊界上的最低點E沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域.最后從小孔O3射出.現(xiàn)釋放導體棒PQ.其下滑h后開始勻速運動.此后粒子恰好不能從O3射出.而從圓形磁場的最高點F射出.求: 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖所示,半徑為r、圓心為O1的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場,在磁場右側有一豎直放置的平行金屬板M和N,兩板間距離為L,在MN板中央各有一個小孔O2、O3、O1、O2、O3在同一水平直線上,與平行金屬板相接的是兩條豎直放置間距為L的足夠長的光滑金屬導軌,導體棒PQ與導軌接觸良好,與阻值為R的電陰形成閉合回路(導軌與導體棒的電阻不計),該回路處在磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強磁場中,整個裝置處在真空室中,有一束電荷量為+q、質量為m的粒子流(重力不計),以速率v0從圓形磁場邊界上的最低點E沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域,最后從小孔O3射出.現(xiàn)釋放導體棒PQ,其下滑h后開始勻速運動,此后粒子恰好不能從O3射出,而從圓形磁場的最高點F射出.求:
(1)圓形磁場的磁感應強度B′.
(2)導體棒的質量M.
(3)棒下落h的整個過程中,電阻上產(chǎn)生的電熱.

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如圖所示,半徑為r、圓心為O1的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場,在磁場右側有一豎直放置的平行金屬板CD,兩板間距離為L,在CD板中央各有一個小孔O2、O3。O1O2、O3在同一水平直線上,兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上,兩導軌間距也為L。MP兩點間接有阻值為R的電阻。一根質量為M的均勻直導體棒ab放在兩導軌上,并與導軌垂直,閉合回路,導軌與導體棒的電阻不計,二者之間的摩擦不計。整套裝置處于勻強磁場中,磁場的磁感應強度為B,磁場方向垂直于斜面向上。整個裝置處在真空室中,有一電荷量為+q、質量為m的粒子(重力不計),以速率v0從圓形磁場邊界上的最低點E沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域,最后從小孔O3射出。現(xiàn)釋放導體棒ab,其沿著斜面下滑h后開始勻速運動,此時仍然從E點沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域的相同粒子恰好不能從O3射出,而從圓形磁場的最高點F射出。求:
(1)圓形磁場的磁感應強度B′
(2)導體棒ab的質量M。
(3)導體棒ab下落h的整個過程中,導體棒ab克服安培力做的功為多少?

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如圖所示,半徑為r、圓心為O1的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場,在磁場右側有一堅直放置的平行金屬板M和N,兩板間距離為L,在MN板中央各有一個小孔O2、O3,O1、O2、O3在同一水平直線上,與平行金屬板相接的是兩條豎直放置間距為L的足夠長的光滑金屬導軌,導體棒PQ與導軌接觸良好,與阻值為R的電阻形成閉合回路(導軌與導體棒的電阻不計),該回路處在磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強磁場中,整個裝置處在真空室中,有一束電荷量為+q、質量為m的粒子流(重力不計),以速率v0從圓形磁場邊界上的最低點E沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域,最后從小孔O3射出,F(xiàn)釋放導體棒PQ,其下滑h后開始勻速運動,此后粒子恰好不能從O3射出,而從圓形磁場的最高點F射出。求:
(1)圓形磁場的磁感應強度B′。
(2)導體棒的質量M。
(3)棒下落h的整個過程中,電阻上產(chǎn)生的電熱。
(4)粒子從E點到F點所用的時間。

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如圖所示,半徑為r、圓心為O1的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場,在磁場右側有一豎直放置的平行金屬板CD,兩板間距離為L,在CD板中央各有一個小孔O2、O3O1、O2O3在同一水平直線上,兩根足夠長的直金屬導軌MNPQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上,兩導軌間距也為LM、P兩點間接有阻值為R的電阻。一根質量為M的均勻直導體棒ab放在兩導軌上,并與導軌垂直,閉合回路,導軌與導體棒的電阻不計,二者之間的摩擦不計。整套裝置處于勻強磁場中,磁場的磁感應強度為B,磁場方向垂直于斜面向上。整個裝置處在真空室中,有一電荷量為+q、質量為m的粒子(重力不計),以速率v0從圓形磁場邊界上的最低點E沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域,最后從小孔O3射出,F(xiàn)釋放導體棒ab,其沿著斜面下滑h后開始勻速運動,此時仍然從E點沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域的相同粒子恰好不能從O3射出,而從圓形磁場的最高點F射出。求:
(1)圓形磁場的磁感應強度B'。
(2)導體棒ab的質量M。
(3)導體棒ab下落h的整個過程中,導體棒ab克服安培力做的功為多少?

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如圖所示,半徑為r、圓心為O1的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場,在磁場右側有一堅直放置的平行金屬板M和N,兩板間距離為L,在MN板中央各有一個小孔O2、O3、O1、O2、O3在同一水平直線上,與平行金屬板相接的是兩條豎直放置間距為L的足夠長的光滑金屬導軌,導體棒PQ與導軌接觸良好,與阻值為R的電陰形成閉合回路(導軌與導體棒的電阻不計),該回路處在磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強磁場中,整個裝置處在真空室中,有一束電荷量為+q、質量為m的粒子流(重力不計),以速率v0從圓形磁場邊界上的最低點E沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域,最后從小孔O3射出,F(xiàn)釋放導體棒PQ,其下滑h后開始勻速運動,此后粒子恰好不能從O3射出,而從圓形磁場的最高點F射出。求:

   (1)圓形磁場的磁感應強度B′。

   (2)導體棒的質量M。

   (3)棒下落h的整個過程中,電阻上產(chǎn)生的電熱。

   (4)粒子從E點到F點所用的時間。

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一、1、AB 2、AD3、A 4、C5、D 6、C 7、C 8、AC

 

二、實驗題:(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)增加的動能;摩擦、定滑輪轉動。[只要言之有理就給分。比如,若回答減少的重力勢能可能偏小,原因是數(shù)字計時讀出遮光條通過光電門的時間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54分.解答時請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

 設計師應設計發(fā)射速度

 同時數(shù)碼點火控制時間應設定

評分參考:①②③式分別得4分,④④式分別得2分

12、(18分)(1)在圓形磁場中做勻速圓周運動,

洛侖茲力提供向心力  ………………………………      2分

         ………………………………………………………   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其勻速運動時,   …………………………………    2分

由③④得    ……………………………………………   1分

(3)導體棒勻速運動時,速度大小為   …………  1分

代入③中得:    ……………………………………………  1分

由能量守恒:

解得 ……………………………………      2分

(4)在圓形磁場內(nèi)的運動時間為t1   

……………………………………………      2分

在電場中往返運動的時間為t2

  ………………………………………………………      2分

  ………………………………………………………………   1分

       故……………………………………   1分

13、(20分)(1)粒子進入電容器,其加速度a=……………① 。1分)

假設能在時間以內(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,故粒子經(jīng)7.1×10-6s到達磁場!1分)

(2)設粒子到達磁場時的速率為v

 由動能定理得:qU=……………③ 。2分)

 粒子進入磁場在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動,其半徑為R,有

 qvB=……………④ 。2分)

 粒子運動軌跡如圖,由幾何知識有:

(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=4.1×103m…………⑥。1分)

(3)如果粒子在磁場中的軌跡恰好與右邊界相切,則半徑R0=d,對應速度為v0

   設在電場中先加速位移x,后減速位移D-x

由動能定理: …………⑦。2分)

加速位移x需要時間為t,x=…………⑧。2分)

由④⑥⑦⑧得 t=s …………⑨。2分)

故需在0―(-t)內(nèi)進入電容器,即在0―3.9×10-7s進入!1分)

 

 

 

 


同步練習冊答案