0  419243  419251  419257  419261  419267  419269  419273  419279  419281  419287  419293  419297  419299  419303  419309  419311  419317  419321  419323  419327  419329  419333  419335  419337  419338  419339  419341  419342  419343  419345  419347  419351  419353  419357  419359  419363  419369  419371  419377  419381  419383  419387  419393  419399  419401  419407  419411  419413  419419  419423  419429  419437  447090 

5.(07·江苏·17)磁谱仪是测量α能谱的重要仪器。磁谱仪的工作原理如图所示,放射源S发出质量为m、电量为qα粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,被限束光栏Q限制在2φ的小角度内,α粒子经磁场偏转后打到与束光栏平行的感光片P上。(重力影响不计)

⑴若能量在E-EEE>0,且E)范围内的α粒子均垂直于限束光栏的方向进入磁场。试求这些α粒子打在胶片上的范围Δx1

⑵实际上,限束光栏有一定的宽度,α粒子将在2φ角内进入磁场。试求能量均为Eα 粒子打到感光胶片上的范围Δx2  

  解:(1)设α粒子以速度v进入磁场,打在胶片上的位置距S的距离为x

       圆周运动 

      α粒子的动能 

           且  x=2R

         解得:

      由上式可得:

    (2)动能为Eα粒子沿角入射,轨道半径相同,设为R

圆周运动 

      α粒子的动能 

   由几何关系得 

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4.(07·广东物理·20)如图为装置的垂直截面图,虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线,匀

强磁场分布在A1A2的右侧区域,磁感应强度B=0.4T,方向垂直纸面向外,A1A2与垂直截面上的水平线夹角为45°。在A1A2左侧,固定的薄板和等大的挡板均水平放置,它们与垂直截面交线分别为S1S2,相距L=0.2 m。在薄板上P处开一小孔,PA1A2线上点D的水平距离为L。在小孔处装一个电子快门。起初快门开启,一旦有带正电微粒通过小孔,快门立即关闭,此后每隔T=3.0×103 s开启一次并瞬间关闭。从S1S2之间的某一位置水平发射一速度为v0的带正电微粒,它经过磁场区域后入射到P处小孔。通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹,反弹速度大小是碰前的0.5倍。

(1)过一次反弹直接从小孔射出的微粒,其初速度v0应为多少?

⑵求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。(忽略微粒所受重力影响,碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比。只考虑纸面上带电微粒的运动)

解:⑴如图所示,设带正电微粒在S1S2之间任意点Q以水平速度v0进入磁场,微粒受到的洛仑兹力为f,在磁场中做圆周运动的半径为r,有:

解得:

欲使微粒能进入小孔,半径r的取值范围为:

代入数据得:80 m/s<v0<160 m/s

欲使进入小孔的微粒与挡板一次相碰返回后能通过小孔,还必须满足条件:

 其中n=1,2,3,……

可知,只有n=2满足条件,即有:v0=100 m/s

⑵设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T0,从水平进入磁场到第二次离开磁场的总时间为t,设t1t4分别为带电微粒第一次、第二次在磁场中运动的时间,第一次离开磁场运动到挡板的时间为t2,碰撞后再返回磁场的时间为t3,运动轨迹如答图所示,则有:

; 

 s

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3.(07·广东物理·19)如图所示,沿水平方向放置一条平直光滑槽,它垂直穿过开有小孔的两平行薄板,板相距3.5L。槽内有两个质量均为m的小球AB,球A带电量为  +2q,球B带电量为-3q,两球由长为2L的轻杆相连,组成一带电系统。最初AB分别静止于左板的两侧,离板的距离均为L。若视小球为质点,不计轻杆的质量,在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后(设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成,不影响电场

的分布),求:

⑴球B刚进入电场时,带电系统的速度大小;

⑵带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球A相对右板的位置。

答案  对带电系统进行分析,假设球A能达到右极板,电场力对系统做功为W1,有:

由此可以判定,球A不仅能达到右极板,

而且还能穿过小孔,离开右极板。假设球B能达到右极板,电场力对系统做功为W2,有:由此判定,球B不能达到右极板

综上所述,带电系统速度第一次为零时,球AB应分别在右极板两侧。

(1)电系统开始运动时,设加速度为a1,由牛顿第二定律:

B刚进入电场时,带电系统的速度为v1,有:

求得:

⑵设球B从静止到刚进入电场的时间为t1,则: 

解得: 

B进入电场后,带电系统的加速度为a2,由牛顿第二定律: 

显然,带电系统做匀减速运动。设球A刚达到右极板时的速度为v2,减速所需时间为t2,则有:   

求得:  

A离电场后,带电系统继续做减速运动,设加速度为a3,再由牛顿第二定律:

设球A从离开电场到静止所需的时间为t3,运动的位移为x,则有: 

 

求得:   

可知,带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为:

A相对右板的位置为: 

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2.(05.广东物理·8)关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是            (  ACD  )

A.电磁波是横波

B.电磁波的传播需要介质

C.电磁波能产生干涉和衍射现象

D.电磁波中电场和磁场方向处处互相垂直

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1.(05.广东物理·9)钳形电流表的结构如图4(a)所示。图4(a)中电流表的读数为1.2A。图4(b)中用同一电缆线绕了3匝,则                 (  C  )

A.这种电流表能测直流电流,图4(b)的读数为2.4A

B.这种电流表能测交流电流,图4(b)的读数为0.4A

C.这种电流表能测交流电流,图4(b)的读数为3.6A

D.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图4(b)的读数为3.6A

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7.(08上海物理·20 B)某小型实验水电站输出功率是20kW,输电线路总电阻是6Ω。

(1)若采用380 V输电,求输电线路损耗的功率。

(2)若改用5000 V高压输电,用户端利用n1:n2=22:1的变压器降压,求用户得到的电压。

答案:见解析

解析:(1)输电线上的电流强度为IA=52.63A

输电线路损耗的功率为PI2R=52.632×6W≈16620W=16.62kW

(2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为I′=A=4A

用户端在变压器降压前获得的电压   U1UIR=(5000-4×6)V=4976V

根据 

用户得到的电压为U2×4976V=226.18V

题组二

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6.(08·广东·5)小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示国。此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻。下列说法正确的是                                          (  C  )

A.交变电流的周期为0.125s

B.交变电流的频率为8Hz

C.交变电流的有效值为A

D.交变电流的最大值为4A

[解析]由e-t图像可知,交变电流电流的周期为0.25s,故频率为4Hz,选项A、B错误。根据欧姆定律可知交变电流的最大值为2A,故有效值为A,选项C正确。

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5.(08·海南·7)如图,理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1.原线圈接入一电压为uU0sinωt的交流电源,副线圈接一个R=27.5 Ω的负载电阻.若U0=220V,ω=100π Hz,则下述结论正确的是  (  AC  )

A.副线圈中电压表的读数为55 V

B.副线圈中输出交流电的周期为

C.原线圈中电流表的读数为0.5 A

D.原线圈中的输入功率为

[解析]:原线圈电压有效值U1=220V,由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V,A对;电阻R上的电流为2A,由原副线圈电流比等于匝数的反比,可得电流表示数为0.5A, C对;输入功率为P=220×0.5W=110W,D错;周期T= =0.02s,B错。

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4.(08宁夏·19)如图a所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过abcd中点的轴OO′以角速度 逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时(如图b)为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是    (  D  )

[解析]本题考查正弦交流电的产生过程、楞次定律等知识和规律。从a图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转,由楞次定律可判断,初始时刻电流方向为ba,故瞬时电流的表达式为i=-imcos(+ωt),则图像为D图像所描述。平时注意线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解。

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3.(08四川·16)如图,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1R2R3R4均为固定电阻,开关S是闭合的。为理想电压表,读数分别为U1U2;   和为理想电流表,读数分别为I1I2I3。现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是                    (  BC  )

A.U2变小、I3变小     B.U2不变、I3变大    C.I1变小、I2变小     D.I1变大、I2变大

解析:因为变压器的匝数与U1不变,所以U2与两电压表的示数均不变.当S断开时,因为负载电阻增大,故次级线圈中的电流I2减小,由于输入功率等于输出功率,所以I1也将减小,C正确;因为R1的电压减小,故R2R3两端的电压将增大,I3变大,B正确.

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同步练习册答案