【题目】 在如图所示的坐标系中,
的区域内存在着沿
轴正方向、场强为E的匀强电场,
的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一带电粒子从
轴上的
点以沿
轴正方向的初速度射出,恰好能通过
轴上的
点。己知带电粒子的质量为
,带电量为
。
、
、
均大于0。不计重力的影响。
(1)若粒子只在电场作用下直接到D点,求粒子初速度大小;
(2)若粒子在第二次经过轴时到D点,求粒子初速度大小
(3)若粒子在从电场进入磁场时到D点,求粒子初速度大小;
【答案】(1);(2)
;(3)
【解析】
试题分析(1)粒子只在电场作用下直接到达D点
设粒子在电场中运动的时间为,粒子沿
方向做匀速直线运动,则
① (1分)
沿y方向做初速度为0的匀加速直线运动,
则 ② (1分)
加速度 ③(1分)
粒子只在电场作用下直接到达D点的条件为 ④ (1分)
解①②③④得 (2分)
(2)粒子在第二次经过x轴时到达D点,其轨迹如图所示。
设粒子进入磁场的速度大小为,
与
轴的夹角为
,轨迹半径为R,则
⑤ (1分)
⑥(2分)
粒子第二次经过轴时到达D点的条件为
⑦(2分)
解①②③⑤⑥⑦得 (2分)
(3)粒子在从电场进入磁场时到达D点,其轨迹如图所示。
根据运动对称性可知(1分)
粒子在从电场进入磁场时到达D点的条件为 ⑧(1分)
其中为非负整数。解①②③⑤⑥⑧得
(2分)
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【题目】如图所示,虚线PQ、MN间存在水平匀强电场,一带电粒子质量为,带电量为
,从a点由静止开始经电压为U=100 V的电场加速后,垂直于匀强电场方向进入匀强电场,从虚线MN上的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30角.已知PQ、MN间距离为20 cm,带电粒子的重力忽略不计.求:
①带电粒子刚进入匀强电场时的速度;
②匀强电场的电场强度大小.
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【题目】如图,在水平向右的匀强电场中有一固定点O,用一根长度L=0.4m的绝缘细线把质量m=0.1kg、电量q=7.5×10﹣4C的带正电小球悬挂在O点,小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37°,现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放,求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)小球运动通过最低点C时的速度大小;
(3)小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小.
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【题目】一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下,若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( )
A. 动能减小
B. 电势能增加
C. 动能和电势能之和减小
D. 重力势能和电势能之和减小
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【题目】为了描绘标有“3V,0.4W”的小灯泡的伏安特性曲线,要求灯泡电压能从零开始变化,所给器材如下:
A.电流表(0~200mA,内阻0.5Ω)
B.电流表(0~0.6A,内阻0.01Ω)
C.电压表(0~3V,内阻5kΩ)
D.电压表(0~15V,内阻50kΩ)
E.滑动变阻器(0~10Ω,0.5A)
F.滑动变阻器(0~1kΩ,0.1A)
G.电源(3V)
H.电键一个,导线若干.
(1)为了完成上述实验,实验中应选择的仪器是_____.
(2)为尽可能的减小误差,实验中采用电流表_____(选填内接或外接),采用正确的方式测出的电阻值_____(选填“大于”“小于”或“等于”)电阻的真实值.
(3)在如图的虚线框中画出完成此实验的原理图______,并将实物按电路图用导线连好_______.
(4)此实线描绘出的I﹣U图线是_____(填“曲线”、“直线”),其原因是_____.
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【题目】关于磁场,下列说法中正确的是( )
A. 带电粒子在磁场中运动时一定会受到洛仑兹力的作用
B. 磁感应强度的大小和方向与放在其中的通电导线的受力大小和方向无关
C. 通电导线受到安培力大的地方磁感应强度一定大
D. 根据公式T=,带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与
成反比
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【题目】回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示,它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源向连接,两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子由加速器的中心附近进入加速器,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同一回旋加速器分别加速氚核和α粒子(氚核和α粒子质量比为3:4,电荷量之比为1:2),则以下说法正确的是( )
A. 加速α粒子的交流电源的周期较大,α粒子获得的最大动能较小
B. 若增大磁感应强度,则α粒子获得的最大动能增大
C. 若增大加速电压,氚核获得的最大动能增大
D. 若增大加速电压,氚核在加速器中运动的总时间变短
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【题目】(8分)宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计)
(1)求该星球表面附近的重力加速度g';
(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地=1∶4,求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地。
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【题目】在用如图所示的装置探究动能与重力势能的转化和守恒的实验中:
(1)必须用到的器材是__________。(只需填A或B,下同)
A.刻度尺 B.秒表
(2)下列两项操作中正确的一项是___________。
A.先松开纸带再接通电源
B.接通电源前,重物应靠近打点计时器并静止
(3)实验结果发现重物重力势能的减小量总是略大于动能的增加量,其原因是______________。
A.存在阻力 B.重物太重
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