[例题选讲] [例1]如图所示.有一磁感强度的匀强磁场.C.D为垂直于磁场方向的同一平面内的两点.它们之间的距离=0.05m.今有一电子在此磁场中运动.它经过C点的速度v的方向和磁场垂直.且与CD之间的夹角θ=30°. (1)电子在C点时所受的磁场力的方向如何? (2)若此电子在运动后来又经过D点.则它的速度应是多大? (3)电子从C点到D点所用的时间是多少?(电子的质量.电子的电量) 解析:电子以垂直磁场方向的速度在磁场中作匀速圆周运动.洛伦兹力提供向心力.依题意画运动示意图.由几何关系可求得结论. (1)电子在C点所受磁场力的方向如图所示. (2)电子在洛伦兹力作用下作匀速圆周运动.夹角θ=30°为弦切角.圆弧CD所对的圆心角为60°.即∠DOC=60°.△CDO为等边三角形.由此可知轨道半径R=l. 由和R=可知 (3)将R=和代入周期公式中得 设电子从C点到D点所用时间为t.由于电子做匀速圆周运动.所以 由上两式得: 代入数据得: [例2]如图所示.半径为a的圆形区域内有匀强磁场.磁感强度B=0.2T.磁场方向垂直于纸面向里.半径为b的金属圆环与磁场同心放置.磁场与环面垂直.其中a=0.4m.b=0.6m.金属环上分别接有灯L1.L2.两灯的电阻均为R0=2Ω.一金属棒MN与金属环接触良好.棒与环的电阻均不计. (1)若棒以的速率在环上向右匀速滑动.求环滑过圆环直径OO’的瞬间.MN中的电动势和流过L1的电流. (2)撤去中间的金属棒MN.将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向低面外翻转90°.若此后磁场随时间均匀变化.其变化率为.求L1的功率. 解析:(1)棒滑过圆环直径OO’的瞬时.垂直切割磁感线的有效长度为2a.故在MN中产生的感应电动势为 . 通过灯L1的电流 (2)撤去金属棒MN.半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转90°.而后磁场发生变化时.由法 拉第电磁感应定律: 则L1的功率 [例3]如图所示.边长为的正方形ABCD中有竖直向上的匀强电场.一个不计重力的带电粒子.质量为.电量为.以初速度从A点沿AD方向射入.正好从CD的中点射出. (1)该带电粒子带什么电? (2)该电场的场强E=?带电粒子离开电场时的方向如何? (3)若撤去电场.改换成匀强磁场.带电粒子仍从CD中点射出.所加磁场的方向.磁感强度B的大小如何?带电粒子离开磁场时的方向如何? 解析:(1)∵带电粒子所受电场力方向与场强方向相反 ∴粒子应带负电. (2)根据带电粒子离开电场时的运动方向.可得 即 又 (3)换成磁场后.要使带电粒子向CD中点偏转.根据左手定则磁场方向必须垂直纸面向里. 此时带电粒子做匀速圆周运动. 设其运动半径为R.根据几何关系.有 得 又根据 ∴磁感强度 ∵ 即圆弧所对的圆心角为 ∴偏转角为 [例4]如图所示.在地面上方和真空室内有互相垂直的匀强电场和匀强磁场.匀强电场方向指向轴负方向.场强.匀强磁场方向指向轴的正方向.磁感强度B=0.4T.现有一带电微粒以的速度由坐标原点沿轴正方向射入真空室后立即做匀速圆周运动.从微粒有O点射入开始计时.求经过时间时微粒所处位置的坐标.() 解析:由带电粒子做匀速圆周运动可知: 粒子所受的重力和电场力相平衡.且带负电. 即 ① 粒子在平面内做匀速圆周运动.根据左手定则.轨迹如图所示. ∵粒子运动周期 ② 把①代入② ∵ 可得轨迹所对圆心角 又根据 可得粒子运动半径 由此可得 即粒子经的位置坐标为(0.0.1.0.03) [例5]位于竖直平面内矩形平面导线框.水平边长L1=1.0.竖直边长L2=0.5.线框的质量.电阻R=2Ω.其下方有一匀强磁场区域.该区域的上.下边界PP’和QQ’均与平行.两边界间距离为H.H>L2.磁场的磁感强度B=1.0T. 方向与线框平面垂直.如图所示.令线框的边从离磁场区域上边界PP’的距离为处自由下落.已知线框进入磁场以后.边到达边界PP’之前的某一时刻线框的速度已到达这一段的最大值.问从线框开始下落到边刚刚到达磁场区域下边界QQ’过程中.磁场作用在线框的安培力做的总功为多少?(.不计空气阻力) 解析:依题意.线框的边到达边界PP’之前某一时刻线框速度达到这一阶段速度最大值.以表示这一最大速度.则有:在最大速度时. dc边产生的电动势: 线框中电流 则 速度达最大值条件: 即 ∴ 边继续向下运动过程中.直至线框边到达上边界PP’.线框保持速度不变.故从线框自由下落至边进入磁场过程中.由动能定理: 得安培力做的功 (想一想:为什么可不考虑边再下落达到下边界QQ’呢?) [解后反思] 本板块内容是高考的重点之一.整个知识点与力学中的牛顿运动定律.受力分析.运动 学公式.动能定理.功能关系和动量守恒定律是密切相关的. 例如:是动能定理的一种表达形式. 例如:一个静止的原子核在匀强磁场中发生α衰变.衰变后两粒子的运动方向恰好垂直磁场方向.将在磁场中“划出 两个圆轨迹.这里既用到动量守恒定律.又用到匀速圆周运动的知识. 还有两导线由于相互间的安培力作用.也遵循了动量守恒定律. 如图1所示水平放置.间距为d的两无电阻光滑导轨.有匀强磁场B竖直向下穿过导轨平面.有质量均为.电阻均为R的两金属棒垂直导轨静置着.现给一个瞬时冲量I.则回路有感应电流产生.间有安培力相互作用.其系统动量可守恒. 当然若改成图2.棒所处位置导轨收窄为.虽然回路仍有感应电流产生.但系统动量将不守恒.想一想为什么? 不过图2仍可达到平衡状态.试分析以到达宽轨尽头之前已出现平衡的条件是什么. 可见.力学知识在这一板块的地位是多么重要啊!我们把这一板块称为“电学中的力学 也不为过. [练习题] 1. 在电场中有A.B两点.关于这两点的场强和电势间的关系.下列说法中正确的是: A.若场强相等.则电势一定相等, B.若电势相等.则场强一定相等, C.电势高处场强一定大, D.场强大处.电势反而可能小. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

[选做题]如图所示,光滑水平面上有两个大小相同的钢球A、B,A球的质量大于B球的质量,开始时A球以一定的速度向右运动,B球处于静止状态.两球碰撞后均向右运动.设碰撞前A球的德布罗意波长为λ1,碰撞后A、B两球的德布罗意波长分别为λ2和λ3.已知运动物体的德布罗意波长和动量之间的关系式为,λ=
h
p
,则下式正确的是(  )

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(1)如图1为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.
①某同学按照正确操作选的纸带如图所示,其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50Hz,该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图2中(单位:cm),重锤的质量为m=0.1kg,重力加速度g=9.80m/s2.根据以上数据当打点计时器打到D点时,重物重力势能的减少量为
0.190
0.190
J,动能的增加量为
0.186
0.186
J.(要求计算数值保留三位有效数字)
②该装置也可用于精度要求不是很高的重力加速度g的测量,依据第(2)问中选取的纸带可计得重力加速度g=
9.69
9.69
m/s2.(要求计算数值保留三位有效数字)
(2)某同学做“测量金属丝电阻率”的实验.
①首先,他用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,并求出其平均值作为金属丝的直径d.其中某次测量如图3所示,这次测量对应位置金属导线的直径为
0.526
0.526
mm;
②然后他测量了金属丝的电阻.实验中使用的器材有:
a.金属丝(长度x0为1.0m,电阻约5Ω~6Ω)
b.直流电源(4.5V,内阻不计)
c.电流表(200mA,内阻约1.0Ω)
d.电压表(3V,内阻约3kΩ)
e.滑动变阻器(50Ω,1.5A)
f.定值电阻R1(5.0Ω,1.5A)
g.定值电阻R2(10.0Ω,1.0A)
h.定值电阻R3(100.0Ω,1.0A)
i.开关,导线若干
该同学实验时的电路图如图4所示,且在实验中两块电表的读数都能接近满偏值,定值电阻应该选
R2
R2
(选填“R1”、“R2”或“R3”);
③设法保持金属丝的温度不变,而逐渐减小上述金属丝(长度为x0)接入电路的长度x,当电压表的示数保持不变时,下列图象中正确反映了金属丝电阻消耗的功率P随x变化规律的是
B
B

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某同学做实验,想通过检验“重物增加的动能Ek=
1
2
m
v
2
 
”与“重物减少的势能△Ep=mgh”相等,来验证机械能守恒.
(1)所用纸带上起点的要求是初速度为零,为此目的,所选纸带第一、二两点间距应接近
2
2
mm.
(2)如果所选的纸带如图所示.测得第四个点A、第七个点B、第十个点C、与第一个点O(测量起点)间的距离为hA,hB,hC,交流电的频率是f,可由公式vB=
(hc-hA)f
6
(hc-hA)f
6
(用题中所给出的符号表示),计算出打点计时器打B点时重物的速度大小.
(3)将Ek=
1
2
m
v
2
B
与△Ep=mghB相比较,考虑到阻力实际还是存在的,因此△Ek
△Ep(选填“>”,“<”,“=”)

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在用重锤下落来验证机械能守恒时,某同学按照正确的操作选得纸带如图所示.其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50Hz该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图中(单位:cm)?
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(1)这五个数据中不符合有效数字读数要求的是
 
点读数.?(填A、B、C、D或E)
(2)实验时,在释放重锤
 
(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点.
(3)该实验中,为了求两点之间重锤的重力势能变化,需要知道重力加速度g的值,这个g值应该是:
 

A.取当地的实际g值;?B.根据打出的纸带,用△s=gT2求出;
C.近似取10m/s2即可;    D.以上说法都不对.
(4)如O点到某计时点的距离用h表示,重力加速度为g,该点对应重锤的瞬时速度为v,则实验中要验证的等式为
 

(5)若重锤质量m=2.00×10-1kg,重力加速度g=9.80m/s2,由图中给出的数据,可得出从O到打下D点,重锤重力势能的减少量为
 
J,而动能的增加量为
 
J(均保留3位有效数字).?

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在用重锤下落来验证机械能守恒时,某同学按照正确的操作选得纸带如图所示.其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为f=50Hz.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图中(单位cm):
①这五个数据中不符合有效数字读数要求的是
B
B
(填A、B、C、D或E)点读数.
②该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒,OC距离用h来表示,他用υC=
2gh
计算与C点对应的物体的瞬时速度,得到动能的增加量,这种做法显然不对,正确的计算公式为υC=
.
OD
-
.
OB
2
f
.
OD
-
.
OB
2
f
.(用题中字母表示)
③如O点到某计数点距离用H表示,重力加速度为g,该点对应重锤的瞬时速度为υ,则实验中要验证的等式为
υ2=2gH
υ2=2gH

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