题目列表(包括答案和解析)
(08年九江一中期中)(8分)两平行导体板之间的距离为d,水平放置,两极板间的电势差为U,且上极板电势高,一质量为m的带电油滴在两板之间沿水平方向做匀速直线运动,问油滴带什么电荷,带电量为多少?
如图所示,P、Q为足够长的光滑平行固定导轨,两者之间的距离为L=20cm,其电阻不计。导轨所在平面有沿竖直方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=5T,导轨右端连接着一电路,其中R1=10Ω,R2=20Ω,R3=15Ω,R4=25Ω,平行板电容器板间距离d=10cm ,电容C=5μF,板间有一质量为m=1.0×10-8kg,带电量为q=-0.5×10-8 C的带电液滴。导体棒ab的电阻不计,质量为M=0.5kg,垂直于导轨PQ放置且与之良好接触,在外力作用下,ab始终沿水平方向向左做匀速直线运动。当开关S接通位置1时,带电液滴恰好处于静止状态。试回答以下问题:(重力加速度g=10m/s2)
(1)判断导轨平面内磁感线的方向,要求简要说明理由。
(2)求外力做功的功率。
(3)计算当开关由位置1转换到位置2时,带电液滴的加速度及流过电容器的电量。
(16分)如图所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场处在加有电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板之间,匀强磁场水平宽度为l,竖直宽度足够大,处在偏转电场的右边,如图甲所示。大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场。当两板没有加电压时,这些电子通过两板之间的时间为2t0,当在两板间加上如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时,所有电子均能通过电场,穿过磁场,最后打在竖直放置的荧光屏上(已知电子的质量为m、电荷量为e)。求:
(1)如果电子在t=0时刻进入偏转电场,求它离开偏转电场时的侧向位移大小;
(2)通过计算说明,所有通过偏转电场的电子的偏向角(电子离开偏转电场的速度方向与进入电场速度方向的夹角)都相同。
(3)要使电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多少?
(16分)如图所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场处在加有电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板之间,匀强磁场水平宽度为l,竖直宽度足够大,处在偏转电场的右边,如图甲所示。大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场。当两板没有加电压时,这些电子通过两板之间的时间为2t0,当在两板间加上如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时,所有电子均能通过电场,穿过磁场,最后打在竖直放置的荧光屏上(已知电子的质量为m、电荷量为e)。求:
(1)如果电子在t=0时刻进入偏转电场,求它离开偏转电场时的侧向位移大小;
(2)通过计算说明,所有通过偏转电场的电子的偏向角(电子离开偏转电场的速度方向与进入电场速度方向的夹角)都相同。
(3)要使电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多少?
(1)UAB==V=2×104V
(2)W/=q/ UAB=-2.5×10-8×2×104J=5×104J
18.参考答案:
(1)细线右偏,小球受电场力向右,所以小球带正电
(2)qE=mgtan370
q==3×10
19.参考答案:
油滴匀速运动,电场力和重力平衡,电场力向上,和场强方向相反,所以油滴带负电
两极板间场强: E=
电场力和重力平衡:qE=mg
解得:q=
20.参考答案:
(1)在+Q的电场中B、C位于同一等势面上
UAC=UAB=
由动能定理得:WAB+ mgh=m
解得: UAC=-
(2)由B到C根据动能定理得:
mgh=m-m
解得:
21.参考答案:
设:两根细线与竖直方向的夹角分别是α、β,如左图
上面带电小球受四个力,如中图
T1sinα+ T2sinβ=qE
下面带电小球受三个力,如右图
T2sinβ=qE
T2cosβ=mg
解得:α=0
β=450
22.参考答案:
(1)带电粒子在平行板间受电场力:
F=q
带电粒子在平行板间加速度为:
a=
带电粒子穿过两极板的时间为:
t=
带电粒子飞出平行板时竖直速度为:
带电粒子飞出平行板时速度为:
与水平方向的夹角为:
Ф=tan-1
联立解得:=2.5×106m/s, Ф=370
(2)=()tanФ=12cm
(3)带电粒子在EF右侧运动过程中,库仑力提供向心力,所以点电荷Q带负电
带电粒子在EF右侧做匀速圆周运动,半径为
R=
=m
联立解得:Q=1.04×10-8C
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