如图所示.半径为r.圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场.在磁场右侧有一坚直放置的平行金属板M和N.两板间距离为L.在MN板中央各有一个小孔O2.O3.O1.O2.O3在同一水平直线上.与平行金属板相接的是两条竖直放置间距为L的足够长的光滑金属导轨.导体棒PQ与导轨接触良好.与阻值为R的电阴形成闭合回路(导轨与导体棒的电阻不计).该回路处在磁感应强度大小为B.方向垂直纸面向里的匀强磁场中.整个装置处在真空室中.有一束电荷量为+q.质量为m的粒子流.以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域.最后从小孔O3射出.现释放导体棒PQ.其下滑h后开始匀速运动.此后粒子恰好不能从O3射出.而从圆形磁场的最高点F射出.求: 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图所示,半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板M和N,两板间距离为L,在MN板中央各有一个小孔O2、O3、O1、O2、O3在同一水平直线上,与平行金属板相接的是两条竖直放置间距为L的足够长的光滑金属导轨,导体棒PQ与导轨接触良好,与阻值为R的电阴形成闭合回路(导轨与导体棒的电阻不计),该回路处在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,整个装置处在真空室中,有一束电荷量为+q、质量为m的粒子流(重力不计),以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出.现释放导体棒PQ,其下滑h后开始匀速运动,此后粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出.求:
(1)圆形磁场的磁感应强度B′.
(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.

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如图所示,半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板CD,两板间距离为L,在CD板中央各有一个小孔O2O3O1O2O3在同一水平直线上,两根足够长的直金属导轨MNPQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距也为LMP两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为M的均匀直导体棒ab放在两导轨上,并与导轨垂直,闭合回路,导轨与导体棒的电阻不计,二者之间的摩擦不计。整套装置处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,磁场方向垂直于斜面向上。整个装置处在真空室中,有一电荷量为+q、质量为m的粒子(重力不计),以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出。现释放导体棒ab,其沿着斜面下滑h后开始匀速运动,此时仍然从E点沿半径方向射入圆形磁场区域的相同粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出。求:
(1)圆形磁场的磁感应强度B′
(2)导体棒ab的质量M
(3)导体棒ab下落h的整个过程中,导体棒ab克服安培力做的功为多少?

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如图所示,半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一坚直放置的平行金属板M和N,两板间距离为L,在MN板中央各有一个小孔O2、O3,O1、O2、O3在同一水平直线上,与平行金属板相接的是两条竖直放置间距为L的足够长的光滑金属导轨,导体棒PQ与导轨接触良好,与阻值为R的电阻形成闭合回路(导轨与导体棒的电阻不计),该回路处在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,整个装置处在真空室中,有一束电荷量为+q、质量为m的粒子流(重力不计),以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出。现释放导体棒PQ,其下滑h后开始匀速运动,此后粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出。求:
(1)圆形磁场的磁感应强度B′。
(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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如图所示,半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板CD,两板间距离为L,在CD板中央各有一个小孔O2O3O1O2O3在同一水平直线上,两根足够长的直金属导轨MNPQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距也为LMP两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为M的均匀直导体棒ab放在两导轨上,并与导轨垂直,闭合回路,导轨与导体棒的电阻不计,二者之间的摩擦不计。整套装置处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,磁场方向垂直于斜面向上。整个装置处在真空室中,有一电荷量为+q、质量为m的粒子(重力不计),以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出。现释放导体棒ab,其沿着斜面下滑h后开始匀速运动,此时仍然从E点沿半径方向射入圆形磁场区域的相同粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出。求:
(1)圆形磁场的磁感应强度B'。
(2)导体棒ab的质量M
(3)导体棒ab下落h的整个过程中,导体棒ab克服安培力做的功为多少?

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如图所示,半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一坚直放置的平行金属板M和N,两板间距离为L,在MN板中央各有一个小孔O2、O3、O1、O2、O3在同一水平直线上,与平行金属板相接的是两条竖直放置间距为L的足够长的光滑金属导轨,导体棒PQ与导轨接触良好,与阻值为R的电阴形成闭合回路(导轨与导体棒的电阻不计),该回路处在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,整个装置处在真空室中,有一束电荷量为+q、质量为m的粒子流(重力不计),以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出。现释放导体棒PQ,其下滑h后开始匀速运动,此后粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出。求:

   (1)圆形磁场的磁感应强度B′。

   (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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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

         ………………………………………………………   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

  ………………………………………………………      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=4.1×103m…………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)

 

 

 

 


同步练习册答案