科目: 來源: 題型:計算題
(10分)如圖所示,某區(qū)域存在著豎直向下的勻強電場,一個質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子以水平方向的初速度v0由O點射入該區(qū)域,粒子作類平拋運動剛好通過豎直平面中的P點,已知連線OP長為L,與初速度方向的夾角為
。不考慮帶電粒子的重力大小,試求:![]()
(1)判斷帶電粒子的電性和帶電粒子在電場中運動的加速度
(2)勻強電場的場強大小
(3)OP兩點的電勢差![]()
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如圖甲所示是電容器充、放電電路.配合電流傳感器,可以捕捉瞬間的電流變化,并通過計算機畫出電流隨時間變化的圖象.實驗中選用直流8 V電源,電容器選用電解電容器.先使單刀雙擲開關S與1端相連,電源向電容器充電,這個過程可瞬間完成.然后把單刀雙擲開關S擲向2端,電容器通過電阻R放電,傳感器將電流傳入計算機,圖象上顯示出放電電流隨時間變化的I-t曲線,如圖乙所示.以下說法正確的是( )![]()
| A.電解電容器用氧化膜做電介質(zhì),由于氧化膜很薄,所以電容較小 |
| B.隨著放電過程的進行,該電容器兩極板間電壓逐漸減小 |
| C.由傳感器所記錄的該放電電流圖象可以估算出該過程中電容器的放電電荷量 |
| D.通過本實驗可以估算出該電容器的電容值 |
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(10分)如圖所示,在空間中取直角坐標系Oxy,在第一象限內(nèi)平行于y軸的虛線MN與y軸距離為d,從y軸到MN之間的區(qū)域充滿一個沿y軸正方向的勻強電場,場強大小為E。初速度可以忽略的電子經(jīng)過另一個電勢差為U的電場加速后,從y軸上的A點以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域,A點坐標為(0,h)。已知電子的電量為e,質(zhì)量為m,加速電場的電勢差U>
,電子的重力忽略不計,求:![]()
(1)電子從A點進入電場到離開該電場區(qū)域所經(jīng)歷的時間t和離開電場區(qū)域時的速度v;
(2)電子經(jīng)過x軸時離坐標原點O的距離l。
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如圖所示,帶等量異種電荷的兩塊相互平行的金屬板AB、CD長都為L,兩板間距為d,其間為勻強電場,當兩極板電壓U0為時,有一質(zhì)量為m,帶電量為q的質(zhì)子緊靠AB板上的上表面以初速度V0射入電場中,設質(zhì)子運動過程中不會和CD相碰,求:![]()
(1)當t= L/2V0時,質(zhì)子在豎直方向的位移是多大?
(2)當t= L/2V0時,突然改變兩金屬板帶電性質(zhì),且兩板間電壓為U1,質(zhì)子恰能沿B端飛出電場,求電壓U1、U0的比值是多大?
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(12分)如圖所示,AB、CD兩金屬板間形成一勻強電場(板的邊緣電場不考慮),板長為L,電場強度為E。一質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子(不計重力)沿兩板的中間線OO′從AC中點O處以初速度v0射入勻強電場,粒子恰好能從極板邊緣上的D點射出勻強電場。求:![]()
(1)小球在勻強電場中的運動時間;
(2)兩板間距離d;
(3)若要使粒子打在CD板的正中央P點,現(xiàn)調(diào)節(jié)粒子的入射速度大小變?yōu)関′,方向不變, v′與v0的比值為多少?
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(8分)電子自靜止開始經(jīng)M、N板間的電場加速后從A點垂直于磁場CD邊界射入右側范圍足夠大,磁感應強度為B的勻強磁場中,經(jīng)過一段時間電子經(jīng)過CD邊界上的P點(圖中未畫出),如圖所示。已知AP間的距離為d,電子的質(zhì)量為m,電量為e)求:![]()
(1)電子在磁場中運動時的圓周半徑;
(2)電子在磁場中的運動時間;
(3)M、N板間的電壓。
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如圖所示,在兩條平行的虛線間存在著寬度為L、電場強度為E的勻強電場,在與右側虛線相距為L處有一個與電場平行的屏.現(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計),以垂直于電場線方向的初速度v0射入電場中,v0方向的延長線與屏的交點為O.試求:![]()
(1)粒子從射入到打到屏上所用的時間;
(2)粒子剛射出電場時的速度方向與初速度方向間夾角的正切值;
(3)粒子打在屏上的點P到O距離y.
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如圖所示,在場強為E的豎直向下勻強電場中有一塊水平放置的足夠大的接地金屬板,在金屬板的正上方高為h處有一個小的放射源,放射源上方有一鉛板,使放射源可以向水平及斜下方各個方向釋放質(zhì)量為m、電量為q、初速度為v0的帶電粒子,粒子最后落在金屬板上,不計粒子重力.試求:![]()
![]()
(1)粒子打在板上時的動能;
(2)計算落在金屬板上的粒子圖形的面積大。
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(14分)如圖1所示,真空中相距d=5cm的兩塊平行金屬板A、B與電源連接(圖中未畫出),其中B板接地(電勢為零),A板電勢變化的規(guī)律如圖2所示。 將一個質(zhì)量2X10-27kg,電量q=+1.6X10-19c的帶電粒子從緊臨B板處釋放,不計重力。![]()
求:(1)在
時刻釋放該帶電粒子,釋放瞬間粒子加速度的大。
(2)若A板電勢變化周期T=1.0X10-5s,在
時將帶電粒子從緊臨B板處無初速釋放,粒子到達A板時速度的大。
(3)A板電勢變化頻率多大時,在t=T/4到t=T/2時間內(nèi)從緊臨B板處無初速釋放該帶電粒子,粒子不能到達A板。
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(12分)如圖所示,一電荷量q=3×10-5C帶正電的小球,用絕緣細線懸于豎直放置足夠大的平行金屬板中的O點。電鍵S閉合后,當小球靜止時,細線與豎直方向的夾角α=37°。已知兩板相距d=0.1m,電源電動勢E=15v,內(nèi)阻r=0.5Ω,電阻R1=3Ω,R2=R3=R4=8Ω。g取10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。![]()
(1)電源的輸出功率;
(2)兩板間電場強度大;
(3)帶電小球質(zhì)量。
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