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科目: 來源: 題型:解答題

12.如圖所示,MN、PQ是水平放置的一對(duì)平行金屬板,兩板接在電壓為U的電源兩極,上極板MN的中心開有一小孔,在兩板之間加一個(gè)水平方向的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),邊界為半徑為R的圓形,且與MN極板相切與小孔.現(xiàn)將一帶電小球從小孔正上方某處由靜止釋放,小球穿過小孔經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后沿直線從下極板右側(cè)Q處離開電場(chǎng),已知極板長(zhǎng)度和間距分別為4$\sqrt{3}$R和3R,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,重力加速度為g.
(1)求小球的比荷$\frac{q}{m}$;
(2)小球經(jīng)過兩極板后運(yùn)動(dòng)方向改變了多少?
(3)求小球離開Q點(diǎn)時(shí)的速度和從釋放到運(yùn)動(dòng)至Q點(diǎn)時(shí)的時(shí)間.

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11.電子感應(yīng)加速器主要工作部件如圖所示:上、下為兩個(gè)電磁鐵,磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室,橫截面俯視圖如圖甲所示,將電子從電子槍右端注入真空室,電磁鐵線圈電流的大小、方向都可以改變,產(chǎn)生感生電場(chǎng)使電子在某段時(shí)間內(nèi)被加速.若線圈中通入的電流i(部件圖中電流方向?yàn)檎╇S時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示.已知在t=0時(shí)刻注入真空室的電子可在0~$\frac{T}{2}$內(nèi)做軌道不變的圓周運(yùn)動(dòng).不考慮電子質(zhì)量的變化,關(guān)于0~$\frac{T}{4}$內(nèi)下列說法中正確的是( 。
A.真空室內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)的方向在圖甲中沿順時(shí)針方向
B.真空室內(nèi)的磁場(chǎng)方向垂直電子軌道平面豎直向上
C.電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度始終指向圓心
D.電子在圖甲中沿逆時(shí)針方向做圓周運(yùn)動(dòng)且被加速

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10.如圖甲所示,直角坐標(biāo)系xOy中,第二象限內(nèi)沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第一、四象限內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)交變磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外為正方向.第三象限內(nèi)有一發(fā)射裝置(圖中沒有畫出)沿y軸正方向射出一個(gè)比荷$\frac{q}{m}$=100C/kg的帶正電的粒子(可視為質(zhì)點(diǎn)且不計(jì)重力),該粒子以v0=10m/s的速度從x軸上的點(diǎn)A(-1m,0)進(jìn)入第二象限,然后從y軸上的點(diǎn)C(0,2m)進(jìn)入第一象限,取粒子剛進(jìn)入第一象限的時(shí)刻為0時(shí)刻,第一、四象限內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化,取g=10m/s2
(1)求第二象限內(nèi)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大;
(2)求粒子第一次經(jīng)過x正半軸時(shí)的位置坐標(biāo);
(3)若第一、四象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖丙所示規(guī)律變化,求粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與x軸的交點(diǎn)橫坐標(biāo).

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9.如圖所示,x軸正方向水平向右,y軸正方向豎直向上,在xOy平面內(nèi)存在與y軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng),圓心在O1(0,R)、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在與xOy平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在O1的左邊垂直x軸放置一微粒發(fā)射裝置,它可在0<y<2R的范圍內(nèi)沿x軸正方向發(fā)射出大量質(zhì)量均為m、電荷量均為q、初速度均為v的帶負(fù)電微粒.重力加速度為g.
(1)若從微粒發(fā)射裝置上的A點(diǎn)(AO1水平)射出的帶電微粒平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,并從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向離開,求電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向;
(2)若其他條件不變,只將磁場(chǎng)反向,求從發(fā)射裝置上距x軸$\frac{R}{2}$處射出的微粒離開圓形磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的位置坐標(biāo)以及該微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)若其他條件不變,只將這些帶電微粒的初速度變?yōu)?v,請(qǐng)分析并判斷它們與x軸相交的區(qū)域范圍.

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8.如圖所示,當(dāng)導(dǎo)線MN沿導(dǎo)軌開始向右變速滑動(dòng)的過程中(導(dǎo)軌間有磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里),正對(duì)電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中(  )
A.一定有感應(yīng)電流B.一定沒有感應(yīng)電流
C.可能有也可能沒有感應(yīng)電流D.無法確定

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7.如圖甲所示,兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),兩導(dǎo)軌的上端接有阻值R的電阻.虛線OO′下方有垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)將質(zhì)量m、電阻為r的金屬桿ab,從OO′上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸,且始終保持水平,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻,重力加速度為g.已知金屬桿下落過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示.求:

(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0為多大?
(2)金屬桿下落了高度h0時(shí)的速度v為多大?
(3)金屬桿下落高度h0的過程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量Q為多少?

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6.如圖所示,在光滑絕緣的水平面上方,有兩個(gè)方向相反的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),PQ為兩磁場(chǎng)的邊界,磁場(chǎng)范圍足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為B1=B,B2=3B,一個(gè)豎直放置的邊長(zhǎng)為a,質(zhì)量為m,電阻為R的正方向金屬線框,以初速度v垂直磁場(chǎng)方向從圖中實(shí)線位置開始向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到在每個(gè)磁場(chǎng)中各有一半的面積時(shí),線框的速度為$\frac{v}{2}$,則下列判斷正確的是( 。
A.此過程中通過線框截面的電量為$\frac{{2B{a^2}}}{R}$
B.此過程中克服安培力做的功為$\frac{1}{4}m{v^2}$
C.此時(shí)線框的加速度為$\frac{{8{B^2}{a^2}v}}{mR}$
D.此時(shí)線框中的電功率為$\frac{{3{B^2}{a^2}{v^2}}}{4R}$

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5.如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形閉合導(dǎo)線框置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框平面與磁感線的方向垂直.用力將線框分別以速度v1和v2勻速拉出磁場(chǎng),比較這兩個(gè)過程,以下判斷正確的是(  )
A.若v1>v2,通過線框?qū)Ь的電荷量q1>q2
B.若v1>v2,拉力F1<F2
C.若v1=2v2,拉力作用的功率P1=2P2
D.若v1=2v2,拉力所做的功W1=2W2

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4.現(xiàn)代科學(xué)儀器常利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng).平移器由垂直紙面水平放置的兩對(duì)平行金屬板構(gòu)成,如圖所示.其中極長(zhǎng)均為l=0.2m,板間距離均為d=0.3m,兩對(duì)平行板間的水平間距也為l=0.2m,兩極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小均為U=3×102V,且電場(chǎng)方向相反.平移器右側(cè)有一圓形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁場(chǎng)邊界恰好過紙面內(nèi)坐標(biāo)系Oxy的坐標(biāo)原點(diǎn)O且與y軸、x軸相交于B、C兩點(diǎn).現(xiàn)有一質(zhì)量為m=4×10-10kg、電荷量為q=1×10-6C的帶正電粒子以v0=1×103m/s的速度從x軸上的A點(diǎn)射入平移器,且A點(diǎn)恰好在平移器的左邊緣,入射方向平行紙面水平向右.粒子離開平移器后恰好從B點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),并從C點(diǎn)射出磁場(chǎng),射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與x軸正方向的夾角為600,不計(jì)粒子重力.求:
(1)帶電粒子射出第一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)相對(duì)A點(diǎn)的豎直距離;
(2)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(3)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

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3.如圖所示,ABC為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道,其中AB為傾斜直軌道,BC為與AB相切的圓形軌道,并且圓形軌道處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.現(xiàn)將甲、乙、丙三個(gè)小球從軌道AB上的同一高度處由靜止釋放,都能通過圓形軌道的最高點(diǎn).已知甲、乙、丙三個(gè)小球的質(zhì)量相同,甲球帶正電、乙球帶負(fù)電、丙球不帶電.則( 。
A.由于到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)受到的洛倫茲力方向不同,所以到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),三個(gè)小球的速度不等
B.經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí),甲球的速度最小
C.經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí),甲球?qū)壍赖膲毫ψ钚?/td>
D.在軌道上運(yùn)動(dòng)的過程中三個(gè)小球的機(jī)械能不守恒

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