题目列表(包括答案和解析)
6.海南省海口市2010届高三调研测试如图所示,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器电阻为R,开关K闭合。两平行极板间有匀强磁场,一带电粒子(不计重力)正好以速度v匀速穿过两板。以下说法正确的是: ( AB ) A.保持开关闭合,将滑片p向上滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出
B.保持开关闭合,将滑片p向下滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出 C.保持开关闭合,将a极板向下移动一点,粒子将一定向下偏转
D.如果将开关断开,粒子将继续沿直线穿出
5.江西省九江市上学期六校2010届高三联考如图所示,一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处,使金属圆环在竖直线OO′的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域,磁感线的方向和水平面垂直。若悬点摩擦和空气阻力均不计,则 ( AC )
A.金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流,
而且感应电流的方向相反
B.金属环进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大,
而且产生的感应电流越大
C.金属环开始摆动后,摆角会越来越小,摆角小到某一值后不再减小
D.金属环在摆动过程中,机械能将全部转化为环中的电能
4.北京市第八十中学2009--2010学年度第一学期月考由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图所示,它曾由航天飞机携带升空,将来安装在阿尔法国际空间站中,主要使命之一是探索宇宙中的反物质。所谓的反物质即质量与正粒子相等,带电量与正粒子相等但相反,例如反质子即为,假若使一束质子、反质子、α粒子和反α粒子组成的射线,以相同的速度通过OO'进入匀强磁场B2而形成的4条径迹,则:( C )
A.1、3是反粒子径迹 B.2、4为反粒子径迹 C.1、2为反粒子径迹 D.4为反α粒子径迹
3.海南省海口市2010届高三调研测试如图所示,一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面为一正方形的匀强磁场区,在从ab边离开磁场的电子中,下列判断正确的是 ( AD )
A.从b点离开的电子速度最大
B.从b点离开的电子在磁场中运动时间最长
C.从b点离开的电子速度偏转角最大
D.在磁场中运动时间相同的电子,其轨迹线一定重合
2.福建省龙岩二中2010届高三摸底考试如图所示,水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷,a板带正电,两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场,若一个带正电的液滴在两板间做直线运动,其运动的方向是 ( D )
A.沿竖直方向向下 B.沿竖直方向向上
C.沿水平方向向左 D.沿水平方向向右
1.山东省兖州市2010届高三上学期模块检测一束带电粒子以同一速度,并从同一位置进入匀强磁场,在磁场中它们的轨迹如图所示.粒子的轨迹半径为,粒子的轨迹半径为,且,、分别是它们的带电量,则 ( C )
A.带负电、带正电,荷质比之比为
B.带负电、带正电,荷质比之比为
C.带正电、带负电,荷质比之比为
D.带正电、带负电,荷质比之比为
18.(北京崇文区2009届高三期末试题)1.如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=30º,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm,重力忽略不计。求:
⑴带电微粒进入偏转电场时的速率v1;
⑵偏转电场中两金属板间的电压U2;
⑶为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
解析:
⑴带电微粒经加速电场加速后速度为v,根据动能定理
=1.0×104m/s
⑵带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动。在水平方向微粒做匀速直线运动
水平方向:
带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动,加速度为a,出电场时竖直方向速度为v2
竖直方向:
由几何关系
得U2 =100V
⑶带电微粒进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设微粒轨道半径为R,由几何关系知
设微粒进入磁场时的速度为v/
由牛顿运动定律及运动学规律
得 ,
B=0.1T
若带电粒子不射出磁场,磁感应强度B至少为0.1T。
17.(2009年江苏睢宁高中16) 如图所示,在xoy平面内,MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场,y轴上离坐标原点4 L的A点处有一电子枪,可以沿+x方向射出速度为v0的电子(质量为m,电量为e)。如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动.如果撤去电场,只保留磁场,电子将从x轴上距坐标原点3L的C点离开磁场.不计重力的影响,求:
(1)磁感应强度B和电场强度E的大小和方向;
(2)如果撤去磁场,只保留电场,电子将从D点(图中未标出)离开电场,求D点的坐标;
(3)电子通过D点时的动能。
解析:(1)只有磁场时,电子运动轨迹如答图1所示,
洛仑兹力提供向心力,由几何关系: ,
求出,垂直纸面向里。 电子做匀速直线运动 ,
求出,沿轴负方向。
(2)只有电场时,电子从MN上的D点离开电场,如答图2所示,设D点横坐标为 , , ,求出D点的横坐标为 ,
纵坐标为 。
(3)从A点到D点,由动能定理 ,
求出 。
16.(2009年安徽合肥35中高三物理第一次质量抽测试卷)如图所示,一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场,在ad边中点O,方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ = 30°、大小为v0的带正电粒子,已知粒子质量为m,电量为q,ad边长为L,ab边足够长,粒子重力不计,
求:(1)粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围.
(2)如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制,求粒子在磁场中运动的最长时间.
答案:(1)<v0≤ (2)
解析:(1)若粒子速度为v0,则qv0B =, 所以有R =,
设圆心在O1处对应圆弧与ab边相切,相应速度为v01,则R1+R1sinθ =,
将R1 =代入上式可得,v01 =
类似地,设圆心在O2处对应圆弧与cd边相切,相应速度为v02,则R2-R2sinθ =,
将R2 =代入上式可得,v02 =
所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足<v0≤
(2)由t =及T =可知,粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角α越长,在磁场中运动的时间也越长。由图可知,在磁场中运动的半径r≤R1时,运动时间最长,弧所对圆心角为(2π-2θ),
所以最长时间为t ==
14.(2009北京宣武区)如图所示,在x轴的上方(y>0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角,若粒子的质量为m,电量为q,求:
(1)该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径;
(2)粒子在磁场中运动的时间。
解析:
(1)∵qvB=mv2/R ∴R =mv/qB
(2)∵T = 2πm/qB
粒子轨迹如图示:
∴t =T =
15(2009年湖南郴州市高三调研试题)如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO' 轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直.已知线圈匝数n=400,电阻r=0.1Ω,长L1=0.05m,宽L2=0.04m,角速度=l00 rad/s,磁场的磁感应强度B=0.25T.线圈两端外接电阻R=9.9Ω的用电器和一个交流电流表(内阻不计),求:
(1)线圈中产生的最大感应电动势.
(2)电流表A的读数.
(3)用电器上消耗的电功率.
解析:(1)Em=nBSω
代人数据得 Em=400×0.25×0.05×0.04×l00 V=20 V
(2)Im=
代人数据得Im=A=2A
∵是正弦交变电流,所以电流表读数即有效值
I=A=1.41A
(3)p=I2R=×9.9W=19,8W.
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