(2)导体棒的质量M。
(3)棒下落h的整个过程中,电阻上产生的电热。
(4)粒子从E点到F点所用的时间。
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13、(20分)如图(a)所示,M、N为中心开有小孔的平行板电容器的两极板,相距D=1m,其右侧为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B = l×10-3T ,磁场区域足够长,宽为d=0.01m;在极板M、N之间加有如图(b)所示交变电压,M板电势高于N板时电压为正。现有带正电粒子不断从极板M中央小孔处射入电容器,粒子的初速度可忽略不计;其荷质比q/m = 2×1011C/kg,重力不计,试求:
(1)t=0时进入电容器内的粒子经多长时间才能进入磁场?
(2)t=0时进入电容器内的粒子射出磁场时向上偏移的距离。
(3)在交变电压第一个周期内,哪些时刻进入电容器内的粒子能从磁场的右侧射出来?
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一、1、AB
2、AD3、A
4、C5、D
6、C 7、C
8、AC 二、实验题:(18分)将答案填在题目的空白处,或者要画图连线。 9、(6分)(1)0。48;0。40(2)②(3)mgs;(4)①;(5)增加的动能;摩擦、定滑轮转动。[只要言之有理就给分。比如,若回答减少的重力势能可能偏小,原因是数字计时读出遮光条通过光电门的时间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电路如图所示。(5分) ③,(2分)为电压表读数,为电压表内阻。(2分) 三、本大题共三小题共计54分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题.答案中必须明确写出数值和单位 11、(16分)受力分析如图,据牛顿第二定律有
① 减速上升250m与加速下降250m互逆 据题意
②
③ 代入数据可得 ④ ⑤ 设计师应设计发射速度 同时数码点火控制时间应设定 评分参考:①②③式分别得4分,④④式分别得2分 12、(18分)(1)在圆形磁场中做匀速圆周运动, 洛仑兹力提供向心力 ……………………………… 2分 得
……………………………………………………… 1分 (2)根据题意粒子恰好不能从O3射出的条件为 ………… 2分 PQ其匀速运动时, ………………………………… 2分 由③④得 …………………………………………… 1分 (3)导体棒匀速运动时,速度大小为 ………… 1分 代入③中得: …………………………………………… 1分 由能量守恒: 解得 ……………………………………
2分 (4)在圆形磁场内的运动时间为t1 ……………………………………………
2分 在电场中往返运动的时间为t2 由 ……………………………………………………… 2分 ……………………………………………………………… 1分 故…………………………………… 1分 13、(20分)(1)粒子进入电容器,其加速度a=……………① (1分) 假设能在时间以内穿过电容器,则有at2=D……………② (1分) 由以上两式并代入数据得:t=s……………………………………(3分) t<符合假设,故粒子经7.1×10-6s到达磁场。……………………………(1分) (2)设粒子到达磁场时的速率为v 由动能定理得:qU=……………③ (2分) 粒子进入磁场在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,其半径为R,有 qvB=……………④ (2分) 粒子运动轨迹如图,由几何知识有: (R-L)2+d2=R2……………⑤ (2分) 根据③④⑤式得粒子向上偏移的距离 L=m=4.1×10-3m…………⑥ (1分) (3)如果粒子在磁场中的轨迹恰好与右边界相切,则半径R0=d,对应速度为v0 设在电场中先加速位移x,后减速位移D-x 由动能定理: …………⑦ (2分) 加速位移x需要时间为t,x=…………⑧ (2分) 由④⑥⑦⑧得 t=s …………⑨ (2分) 故需在0―(-t)内进入电容器,即在0―3.9×10-7s进入。…………(1分)
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