题目列表(包括答案和解析)

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3.(丰台区)在某空间存在着水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示,一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内,其圆心为O点,半径R = 1.8 m,OA连线在竖直方向上,AC弧对应的圆心角θ = 37°。今有一质量m = 3.6×10-4 kg、电荷量q = +9.0×10-4 C的带电小球(可视为质点),以v0 = 4.0 m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内,一段时间后从C点离开,小球离开C点后做匀速直线运动。已知重力加速度g = 10 m/s2,sin37° = 0.6,cos370=0.8,不计空气阻力,求:

  (1)匀强电场的场强E

  (2)小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力。

(海淀区)4.在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场,电场强度E与磁感应强度B的方向平行,已知电场强度E=40.0V/m,磁感应强度B=0.30 T。如图32所示,在该真空室内建立Oxyz三维直角坐标系,其中z轴竖直向上。质量m=1.0´10-4 kg,带负电的质点以速度v0=100 m/s沿+x方向做匀速直线运动,速度方向与电场、磁场垂直,取g=10m/s2

(1)求电场和磁场方向;

(2)若在某时刻撤去磁场,求经过时间t=0.2 s带电质点动能的变化量。

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1.(崇文区)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?

 

(东城区)2.在甲图中,带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从G点垂直于MN进入偏转磁场。该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点.测得GH间的距离为 d,粒子的重力可忽略不计。

(1)设粒子的电荷量为q,质量为m,试证明该粒子的比荷为:

(2)若偏转磁场的区域为圆形,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变。要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长),求磁场区域的半径应满足的条件。

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3.(海淀区)早期的电视机是用显像管来显示图像的,在显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。图31甲为显像管工作原理示意图,阴极K发射的电子束(初速不计)经电压为U的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方向垂直于圆面,磁场区的中心为O,半径为r,荧光屏MN到磁场区中心O的距离为L。当不加磁场时,电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心P点,当磁场的磁感应强度随时间按图31乙所示的规律变化时,在荧光屏上得到一条长为2L的亮线。由于电子通过磁场区的时间很短,可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁场的磁感应强度不变。已知电子的电荷量为e,质量为m,不计电子之间的相互作用及所受的重力。求:

(1)从进入磁场区开始计时,电子打到P经历的时间________

(2)从进入磁场区开始计时,电子打到亮线端点经历的时间_________

 

(海淀区)4.长方体导电材料,建立如图34所示的坐标系,和坐标轴的交点坐标分别为x0y0、z0,导体的电阻率为ρ,导电材料中的自由电荷为电子,电量为e,单位体积中自由电荷的个数为n,若在垂直于x轴的前后表面加上恒定电压U,形成沿x轴正方向的电流。则

(1)导体中电流的大小______

(2)导体中自由电荷定向移动的平均速率_______

(3)若加上沿y轴正方向、磁感强度为B的匀强磁场,则垂直于z轴方向的上下两个表面产生电势差,这种现象叫霍尔效应。分析上下表面谁的电势高,并求出电势差的大小______

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(海淀区)1.如图所示,水平放置的两块带电金属板ab平行正对。极板长度为l,板间距也为l,板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B的匀强磁场。假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一质量为m的带电荷量为q的粒子(不计重力及空气阻力),以水平速度v0从两极板的左端中间射入场区,恰好做匀速直线运动。求:

(1)金属板a、b间电压U的大小_____

(2)若仅将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍,粒子将击中上极板,求粒子运动到达上极板时的动能大小_____

(3)若撤去电场,粒子能飞出场区,求m、v0q、B、l满足的关系_______

(4)若满足(3)中条件,粒子在场区运动的最长时间_____

2.(海淀区)汤姆生用如29所示的装置(阴极射线管)发现了电子。电子由阴极C射出,在CA间电场加速,A'上有一小孔,所以只有一细束的电子可以通过PP'两平行板间的区域,电子通过这两极板区域后打到管的末端,使末端S处的荧光屏发光(荧光屏可以近似看成平面。)。水平放置的平行板相距为d,长度为L,它的右端与荧光屏的距离为D。当平行板间不加电场和磁场时,电子水平打到荧光屏的O点;当两平行板间电压为U时,在荧光屏上S点出现一亮点,测出OS=H;当偏转板中又加一磁感应强度为B垂直纸面向里的匀强磁场时,发现电子又打到荧光屏的O点。若不考虑电子的重力,求

(1)CA间的加速电压U'_______

(2)电子的比荷e/m_________

 

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1.(海淀区)如图甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲14中由BC),场强大小随时间变化情况如图14乙所示;磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图14丙所示。在t=1s时,从A点沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一个粒子,并在此之后,每隔2s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,并恰好均能击中C点,若ABBC=l,且粒子由A运动到C的运动时间小于1s。不计空气阻力,对于各粒子由A运动到C的过程中,以下说法正确的是   (  )

 

A.电场强度E0和磁感应强度B0的大小之比为3 v0:1    

B.第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为1:2

C.第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为π:2

D.第一个粒子和第二个粒子通过C的动能之比为 1:5

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(西城区)1.如图,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心,abc为圆环上的三个点,a点为最高点,c点为最低点,Ob沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是(   )

A.当小球运动的弧长为圆周长的1/4时,洛仑兹力最大

B.当小球运动的弧长为圆周长的1/2时,洛仑兹力最大

C.小球从a点到b点,重力势能减小,电势能增大

D.小球从b点运动到c点,电势能增大,动能先增大后减小

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6.?

(1)qU =mv2         v=  ……………………………………(1分)

(2)(共4分)以t秒内喷射的离子(nm)为研究对象,应用动量定理有:

  ·t=nmv……………………………………………………(1分)

又∵ I=nq/t …………………………………………………………(1分)

=I(为nm受到的平均冲力)………………………………(1分)

∴由牛顿第三定律知,飞船受到的平均反冲力大小也为I………(1分)

(3)(共7分)

  飞船方向调整前后,其速度合成矢量如图所示(2分):

ΔV=Vtanθ……………………………………………(1分)

∵ 系统总动量守恒    (而且:M >>N m)

MΔV=N m v ……………………………………………(1分)

N=MΔV/mv =………………………………(3分)

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5.

  (1)(共3分)设这个最大距离为xm,则由功能关系,有:

  q·d1 = q·xm  (1分)         xm=(2分)

  (2)(共5分)eU1 =mv(1分)   d1 =t1 (1分)    xm=t2(1分)

   ∴T=2t1+2t2=………… =( +)(2分)

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4.

解:(1)当场强为E1的时候,带正电微粒静止,所以mg=E1q……………………(2分)

所以  ……………………………………………………(1分)

(2)当场强为E2的时候,带正电微粒由静止开始向上做匀加速直线运动,设0.20s后的速度为v,由动量定理有 (E2q-mg)t = mv ,  解得:v=2m/s…………………………(3分)

(3)把电场E2改为水平向右后,带电微粒在竖直方向做匀减速运动,设带电微粒速度达到水平向右所用时间为t1,则 0-v1=-gt1, 解得:t1=0.20s ……………………… (1分)

设带电微粒在水平方向电场中的加速度为a2

根据牛顿第二定律 q E2=ma2 , 解得:a2=20m/s2 …………………………………(1分)

设此时带电微粒的水平速度为v2v2=a2t1,解得:v2=4.0m/s ………………(1分)

设带电微粒的动能为EkEk==1.6×10-3J……………………… (1分)

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3.

分析和解:(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0,由动能定理

        e U1=-0…………………………………………(2分)

     解得  ………………………………..………(1分)

(2)电子以速度v0进入偏转电场后,垂直于电场方向做匀速直线运动,沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动。设偏转电场的电场强度为E,电子在偏转电场中运动的时间为t,加速度为a,电子离开偏转电场时的侧移量为y。由牛顿第二定律和运动学公式

         t=……………………………………………..……….(1分)

F=ma   F=eE   E=

a =……………………………………………(2分)

y=……………………………………………(1分)

解得  y=…………………………………………(1分)

(3)减小加速电压U1;增大偏转电压U2;……

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