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文檔簡介

1、帶電粒子在場中的運(yùn)動專項(xiàng)訓(xùn)練帶電粒子在電場中的運(yùn)動1.一帶正電荷的質(zhì)點(diǎn),在電場力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動到c,已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的。關(guān)于b點(diǎn)電場強(qiáng)度E的方向,下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)2. 空間某一靜電場的電勢在x軸上分布如圖所示,x軸上兩點(diǎn)B、C點(diǎn)電場強(qiáng)度在x方向上的分量分別是EBx、ECx,下列說法中正確的有AEBx的大小小于ECx的大小 BEBx的方向沿x軸正方向C電荷在O點(diǎn)受到的電場力在x方向上的分量最大D負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過程中,電場力先做正功,后做負(fù)功3.如圖所示,圖中K、L、M為靜電場中的3個(gè)相距較近的等勢面.一帶電粒子射入此靜電場中后,沿abcd

2、e軌跡運(yùn)動.已知KLM,且粒子在ab段做減速運(yùn)動.下列判斷中正確的是A.粒子帶負(fù)電 B.粒子在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度C.粒子在a點(diǎn)與e點(diǎn)的速度大小相等 D.粒子在a點(diǎn)的電勢能大于在d點(diǎn)的電勢能4. 如圖所示,一個(gè)帶電荷量為Q 的點(diǎn)電荷甲固定在絕緣平面上的O點(diǎn);另一個(gè)帶電荷量為q、質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙,從A點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲滑行運(yùn)動,運(yùn)動到B點(diǎn)靜止已知靜電力常量為k,點(diǎn)電荷乙與水平面的動摩擦因數(shù)為,A、B間的距離為s下列說法正確的是AO、B間的距離為B點(diǎn)電荷乙從A運(yùn)動到B的運(yùn)動過程中,中間時(shí)刻的速度大于C點(diǎn)電荷乙從A運(yùn)動到B的過程中,產(chǎn)生的內(nèi)能為mv02D在點(diǎn)電荷甲產(chǎn)生的電場中

3、,A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB5. 如圖所示,有三個(gè)質(zhì)量相等,分別帶正電、負(fù)電和不帶電的質(zhì)點(diǎn),由兩水平極板正中,以相同的初速度v0,先后垂直勻強(qiáng)電場射入,并分別落在負(fù)極板上甲、乙、丙三處,可以判定A甲處質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電,乙處質(zhì)點(diǎn)不帶電,丙處質(zhì)點(diǎn)帶正電B三個(gè)質(zhì)點(diǎn)在電場中的運(yùn)動時(shí)間相等C三個(gè)質(zhì)點(diǎn)在電場中的加速度a甲a乙a丙D三個(gè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)負(fù)極的動能E丙E乙E甲6. 如圖所示為說明示波器工作原理的示意圖,已知兩平行板間的距離為d、板長為l電子經(jīng)電壓為U1的電場加速后從兩平行板間的中央處垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場設(shè)電子質(zhì)量為me、電荷量為e(1)求經(jīng)電場加速后電子速度v的大??;lU1d(2)要使電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角

4、度最大,兩平行板間的電壓U2應(yīng)是多少?電子動能多大?帶電粒子在磁場中的運(yùn)動1. 空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,圖中的圓形為其邊界。一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點(diǎn)沿半徑方向入射。這兩種粒子帶同種電荷,它們的電荷量、質(zhì)量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。不計(jì)重力。下列說法錯(cuò)誤的是A. 入射速度相同的粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡一定相同 B. 入射速度不同的粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間一定相同C.在磁場中運(yùn)動時(shí)間相同的粒子,其運(yùn)動軌跡一定相同D.在磁場中運(yùn)動時(shí)間越長的粒子,其軌跡所對的圓心角一定越大2. 利用如圖所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子。圖中板MN上方是

5、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,板上有兩條寬度分別為2d和d的縫,兩縫近端相距為L,一群質(zhì)量為m、電荷量為q,具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場,對于能夠從寬度為d的縫射出的粒子,下列說法正確的是A粒子帶正電B射出粒子的最大速度為C保持d和L不變,增大B,射出粒子的最大速度與最小速度之差減小D保持d和B不變,增大L,射出粒子的最大速度與最小速度之差增大3. 電視機(jī)的顯像管中,電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。電子束經(jīng)過加速電場后,進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū),磁場方向垂直于圓面。不加磁場時(shí),電子束將通過磁場中心O點(diǎn)而打到屏幕上的中心M,加磁場后電子束偏轉(zhuǎn)到P點(diǎn)外側(cè)。

6、現(xiàn)要使電子束偏轉(zhuǎn)回到P點(diǎn),可行的辦法是A減小加速電壓 B增加偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C將圓形磁場區(qū)域向屏幕靠近些 D將圓形磁場的半徑增大些4. 如圖所示,有一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd,e是ad的中點(diǎn),f是cd的中點(diǎn),如果在a點(diǎn)沿對角線方向以速度v射入一帶負(fù)電的帶電粒子,恰好從e點(diǎn)射出,則 A如果速度增大為原來的二倍,將從d點(diǎn)射出B如果速度增大為原來的三倍,將從f點(diǎn)射出C如果速度不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩叮矊膁點(diǎn)射出D改變速度使其分別從e、d、f點(diǎn)射出,從f點(diǎn)射出所用時(shí)間最長5. 如圖所示,一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,在ad邊中點(diǎn)O,方

7、向垂直磁場向里射入一速度方向跟ad邊夾角 = 30、大小為v0的帶正電粒子,已知粒子質(zhì)量為m,電量為q,ad邊長為L,ab邊足夠長,粒子重力不計(jì),求:(1)粒子能從ab邊上射出磁場的v0大小范圍。(2)如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制,求粒子在磁場中運(yùn)動的最長時(shí)間。6. 如圖所示,有一垂直于紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(邊界上有磁場),其邊界為一邊長為L的三角形,A、B、C為三角形的頂點(diǎn)。今有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計(jì)重力),以速度v從AB邊上某點(diǎn)P既垂直于AB邊又垂直于磁場的方向射入磁場,然后從BC邊上某點(diǎn)Q射出。若從P點(diǎn)射入的該粒子能從Q點(diǎn)射出,則 A|PB|L B

8、|PB|LC|QB|L D|QB|L7.在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi),存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場。如圖所示。一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點(diǎn)A處以v沿x方向射入磁場,它恰好從磁場邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿y方向飛出。oyxBCA請判斷該粒子帶何種電荷,并求出其比荷q/m。若磁場的方向和所在空間范圍不變,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽,該粒子從A處以相同的速度射入磁場,但飛出磁場時(shí)的速度方向相對于入射方向改變了600,求磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大?此次粒子在磁場中運(yùn)動所用時(shí)間t是多少?帶電粒子在組合場中的運(yùn)動1如圖甲所示,在第象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為

9、E,在第、象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等有一個(gè)帶電粒子以垂直于x軸的初速度v0從x軸上的P點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場中,并且恰好與y軸的正方向成45角進(jìn)入磁場,又恰好垂直進(jìn)入第象限的磁場已知OP之間的距離為d,則帶電粒子在磁場中第二次經(jīng)過x軸時(shí),在電場和磁場中運(yùn)動的總時(shí)間為A B(25) C(2) D(2)2. 如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子以某一初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入場區(qū),若場區(qū)僅存在平行于y軸向上的勻強(qiáng)電場時(shí),質(zhì)子通過P(d,d)點(diǎn)時(shí)的動能為5Ek;若場區(qū)僅存在垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場時(shí),質(zhì)子也能通過P點(diǎn)。不計(jì)質(zhì)子的重力。設(shè)上述勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為E、勻強(qiáng)

10、磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則下列說法中正確的是A. B. C. D.3. 如圖在x軸上方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,x軸下方存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B/2的勻強(qiáng)磁場一帶負(fù)電的粒子從原點(diǎn)O以與x軸成角斜向上射人磁場,且在上方運(yùn)動半徑為R(不計(jì)重力)。則A粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點(diǎn)0B粒子在軸上方和下方兩磁場中運(yùn)動的半徑之比為2:1C粒子完成一次周期性運(yùn)動的時(shí)間為D粒子第二次射入軸上方磁場時(shí),沿軸前進(jìn)3R4. 如圖甲所示,在真空中,有一半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面向外在磁場右側(cè)有一對平行金屬板M和N,兩板間距為R,板長為2R,板間的中心線O1O2與磁場的圓

11、心O在同一直線上有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子以速度v0從圓周上的a點(diǎn)沿垂直于半徑OO1并指向圓心O的方向進(jìn)入磁場,當(dāng)從圓周上的O1點(diǎn)水平飛出磁場時(shí),給M、N兩板加上如圖410乙所示的電壓,最后粒子剛好以平行于N板的速度從N板的邊緣飛出(不計(jì)粒子所受到的重力、兩板正對面之間為勻強(qiáng)電場,邊緣電場不計(jì))(1)求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B(2)求交變電壓的周期T和電壓U0的值(3)當(dāng)t時(shí),該粒子從M、N板右側(cè)沿板的中心線仍以速度v0射入M、N之間,求粒子從磁場中射出的點(diǎn)到a點(diǎn)的距離5. 如圖所示,在一底邊長為2L,45的等腰三角形區(qū)域內(nèi)(O為底邊中點(diǎn))有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場. 現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電量

12、為q的帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的電場加速后,從O點(diǎn)垂直于AB進(jìn)入磁場,不計(jì)重力與空氣阻力的影響.(1)粒子經(jīng)電場加速射入磁場時(shí)的速度?(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少時(shí),粒子能以最大的圓周半徑偏轉(zhuǎn)后打到OA板?UABOCL(3)增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,可以再延長粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間,求粒子在磁場中運(yùn)動的極限時(shí)間.(不計(jì)粒子與AB板碰撞的作用時(shí)間,設(shè)粒子與AB板碰撞前后,電量保持不變并以相同的速率反彈) 6. 如圖所示,在xOy坐標(biāo)系的第象限內(nèi),x軸和平行x軸的虛線之間(包括x軸和虛線)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1=2102T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,虛線過y軸上的P點(diǎn),OP=1.0m,在xO的

13、區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。許多質(zhì)量m=1.61025kg、電荷量q=+1.61018C的粒子,以相同的速率v=2105m/s從C點(diǎn)沿紙面內(nèi)的各個(gè)方向射人磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的區(qū)域,OC=0.5 m有一部分粒子只在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的區(qū)域運(yùn)動,有一部分粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的區(qū)域運(yùn)動之后將進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的區(qū)域。設(shè)粒子在B1區(qū)域運(yùn)動的最短時(shí)間為t1,這部分粒子進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的區(qū)域后在B2區(qū)域的運(yùn)動時(shí)間為t2,已知t2=4t1。不計(jì)粒子重力求:(1)粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的區(qū)域運(yùn)動的最長時(shí)問t0=?(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小?帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動1. 如圖所

14、示,粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點(diǎn)處有一負(fù)點(diǎn)電荷,帶負(fù)電的小物體以初速度V1從M點(diǎn)沿斜面上滑,到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度為零,然后下滑回到M點(diǎn),此時(shí)速度為V2(V2V1)。若小物體電荷量保持不變,OMON,則 A小物體上升的最大高度為B從N到M的過程中,小物體的電勢能逐漸減小C從M到N的過程中,電場力對小物體先做負(fù)功后做正功D從N到M的過程中,小物體受到的摩擦力和電場力均是先減小后增大2如圖所示,在一正交的電場和磁場中,一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的金屬塊沿傾角為的粗糙絕緣斜面由靜止開始下滑已知電場強(qiáng)度為E,方向豎直向下;磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里;斜面的高度為h金屬塊滑到斜面底端時(shí)恰好離開斜面,設(shè)此時(shí)

15、的速度為v,則A金屬塊從斜面頂端滑到底端的過程中,做的是加速度逐漸減小的加速運(yùn)動B金屬塊從斜面頂端滑到底端的過程中,機(jī)械能增加了qEhC金屬塊從斜面頂端滑到底端的過程中,機(jī)械能增加了mv2mghD金屬塊離開斜面后將做勻速圓周運(yùn)動3. 如圖所示,帶電量為q的金屬圓環(huán)質(zhì)量為m。套在固定的水平長直絕緣圓柱體上,環(huán)與圓柱體間的動摩擦因數(shù)為,環(huán)的直徑略大于圓柱體的直徑,整個(gè)裝置處在垂直于紙面向內(nèi)的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場中?,F(xiàn)給環(huán)向右的水平初速度v0,設(shè)環(huán)在運(yùn)動過程中帶電量保持不變,則環(huán)運(yùn)動過程中的速度圖像不可能是圖中的 4. 一導(dǎo)體材料的樣品的體積為abc,A、C、A、C為其四個(gè)側(cè)面,如圖所示已知導(dǎo)體樣品

16、中載流子是自由電子,且單位體積中的自由電子數(shù)為n,電阻率為,電子的電荷量為e,沿x方向通有電流I(1)導(dǎo)體樣品A、A兩個(gè)側(cè)面之間的電壓是_,導(dǎo)體樣品中自由電子定向移動的速率是_(2)將該導(dǎo)體樣品放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向沿z軸正方向,則導(dǎo)體側(cè)面C的電勢_(填“高于”、“低于”或“等于”)側(cè)面C的電勢(3)在(2)中,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),沿x方向的電流仍為I,若測得C、C兩側(cè)面的電勢差為U,試計(jì)算勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小5. 如圖所示,BCDG是光滑絕緣的3/4圓形軌道,位于豎直平面內(nèi),軌道半徑為R,下端與水平絕緣軌道在B點(diǎn)平滑連接,整個(gè)軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場中現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶正電的小滑塊(

17、可視為質(zhì)點(diǎn))置于水平軌道上,滑塊受到的電場力大小為3mg/4,滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度為g.(1)若滑塊從水平軌道上距離B點(diǎn)s3R的A點(diǎn)由靜止釋放,滑塊到達(dá)與圓心O等高的C點(diǎn)時(shí)速度為多大?(2)在(1)的情況下,求滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到軌道的作用力大??;(3)改變s的大小,使滑塊恰好始終沿軌道滑行,且從G點(diǎn)飛出軌道,求滑塊在圓軌道上滑行過程中的最小速度大小E+q6.如圖所示,豎直平面內(nèi)有一與水平面成=30的絕緣斜面軌道AB,該軌道和一半徑為R的光滑絕緣圓弧軌道BCD相切于B點(diǎn)。整個(gè)軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場中,現(xiàn)將一質(zhì)量為m帶正電的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上的A點(diǎn)靜止釋放,

18、滑塊能沿軌道運(yùn)動到圓軌道的最高D點(diǎn)后恰好落到斜面上與圓心O等高的P點(diǎn),已知帶電滑塊受到的電場力大小為Eq=mg,滑塊與斜面軌道間的動摩擦因數(shù)為,空氣阻力忽略不計(jì)。求:(1)滑塊經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的速度大?。唬?)滑塊經(jīng)過圓軌道最低C點(diǎn)時(shí),軌道對滑塊的支持力FC ; (3)A、B兩點(diǎn)之間的距離d。7. 如圖所示,一半徑為R的光滑絕緣半球面開口向下,固定在水平面上整個(gè)空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場一電荷量為q(q0)、質(zhì)量為m的小球P在球面上做水平的勻速圓周運(yùn)動,圓心為O球心O到該圓周上任一點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角為(0)為了使小球能夠在該圓周上運(yùn)動,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值及小球P相應(yīng)的速

19、率(已知重力加速度為g)8. 如圖所示,MN是一段在豎直平面內(nèi)半徑為1 m的光滑的1/4圓弧軌道,軌道上存在水平向右的勻強(qiáng)電場。軌道的右側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B10.1 T?,F(xiàn)有一帶電荷量為1 C、質(zhì)量為100 g的帶正電小球從M點(diǎn)由靜止開始自由下滑,恰能沿NP方向做直線運(yùn)動,并進(jìn)入右側(cè)的復(fù)合場(NP沿復(fù)合場的中心線)。已知AB板間的電壓為UBA2 V,板間距離d2 m,板的長度L3 m,若小球恰能從板的邊沿飛出,g取10 m/s2。求:(1)小球運(yùn)動到N點(diǎn)時(shí)的速度v;(2)水平向右的勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E;(3)復(fù)合場中的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2。9. 在圖所示的坐標(biāo)系中,

20、x軸水平,y軸垂直,x軸上方空間只存在重力場,第象限存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場和垂直xy平面向里的勻強(qiáng)磁場,在第象限由沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小與第象限存在的電場的場強(qiáng)大小相等。一質(zhì)量為m,帶電荷量大小為q的質(zhì)點(diǎn)a,從y軸上y=h處的P1點(diǎn)以一定的水平速度沿x軸負(fù)方向拋出,它經(jīng)過x= -2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入第象限,恰好做勻速圓周運(yùn)動,又經(jīng)過y軸上方y(tǒng)= -2h的P3點(diǎn)進(jìn)入第象限,試求:質(zhì)點(diǎn)到達(dá)P2點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向;第象限中勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度和勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??;質(zhì)點(diǎn)a進(jìn)入第象限且速度減為零時(shí)的位置坐標(biāo)帶電粒子在場中的運(yùn)動專項(xiàng)訓(xùn)練參考答案一、1.C 2.D 3.C 4.D 5.C

21、 二、1.B 2.B 3.C 4.A 6.AD5. 解:(1)若粒子速度為v0,則qv0B =,所以有R =,設(shè)圓心在O1處對應(yīng)圓弧與ab邊相切,相應(yīng)速度為v01,則R1R1sin =,將R1 =代入上式可得,v01 =類似地,設(shè)圓心在O2處對應(yīng)圓弧與cd邊相切,相應(yīng)速度為v02,則R2R2sin =,將R2 =代入上式可得,v02 = 所以粒子能從ab邊上射出磁場的v0應(yīng)滿足v0(2)由t =及T =可知,粒子在磁場中經(jīng)過的弧所對的圓心角越長,在磁場中運(yùn)動的時(shí)間也越長。由圖可知,在磁場中運(yùn)動的半徑rR1時(shí),運(yùn)動時(shí)間最長,弧所對圓心角為(22),所以最長時(shí)間為t =7. 解析:由粒子的飛行軌跡

22、,利用左手定則可知,該粒子帶負(fù)電荷。粒子由A點(diǎn)射入,由C點(diǎn)飛出,其速度方向改變了900,則粒子軌跡半徑R=r,又,則粒子的比荷粒子從D點(diǎn)飛出磁場,速度方向改變了600角粒子做圓周運(yùn)動的半徑三、1.D 2.D 3.D4. (1)粒子自a點(diǎn)進(jìn)入磁場,從O1點(diǎn)水平飛出磁場,則其運(yùn)動的軌道半徑為R由qv0Bm,解得:B(2)粒子自O(shè)1點(diǎn)進(jìn)入電場后恰好從N板的邊緣平行極板飛出,設(shè)運(yùn)動時(shí)間為t,根據(jù)類平拋運(yùn)動規(guī)律有:2Rv0t 2n()2又tnT (n1,2,3)解得:T (n1,2,3) U0 (n1,2,3) (3)當(dāng)tT/2時(shí),粒子以速度v0沿O2O1射入電場,該粒子恰好從M板邊緣以平行于極板的速度

23、射入磁場,進(jìn)入磁場的速度仍為v0,運(yùn)動的軌跡半徑為R設(shè)進(jìn)入磁場時(shí)的點(diǎn)為b,離開磁場時(shí)的點(diǎn)為c,圓心為O3,如圖410丙所示,四邊形ObO3c是菱形,所以O(shè)cO3b,故c、O、a三點(diǎn)共線,ca即為圓的直徑,則c、a間的距離d2R 5. 【解析】依題意,粒子經(jīng)電場加速射入磁場時(shí)的速度為v,由動能定理得: 由 得 要使圓周半徑最大,則粒子的圓周軌跡應(yīng)與AC邊相切,設(shè)圓周半徑為R 由圖中幾何關(guān)系:由: 聯(lián)立解得 ABOCLU 設(shè)粒子運(yùn)動圓周半徑為r, ,當(dāng)r越小,最后一次打到AB板的點(diǎn)越靠近A端點(diǎn),在磁場中圓周運(yùn)動累積路程越大,時(shí)間越長. 當(dāng)r為無窮小,經(jīng)過n個(gè)半圓運(yùn)動,如圖所示,最后一次打到A點(diǎn).

24、有: 圓周運(yùn)動周期: 最長的極限時(shí)間 由式得: 6. 解:(1)設(shè)粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r,周期為T1,則r =r=mv/qB1,r = 1.0 m (T1 =2 m /qB1由題意可知,OP = r,所以粒子沿垂直x軸的方向進(jìn)入時(shí),在B1區(qū)域運(yùn)動的時(shí)間最長為半個(gè)周期,即t0 =T1/ 2 (2分),解得t0 = 1.57105 s (2分)(2)粒子沿+x軸的方向進(jìn)入時(shí),在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的區(qū)域運(yùn)動的時(shí)間最短,這些粒子在B1和B2中運(yùn)動的軌跡如圖所示,在B1中做圓周運(yùn)動的圓心是O1,O1點(diǎn)在虛線上,與y軸的交點(diǎn)是A,在B2中做圓周運(yùn)動的圓心是O2,與y軸的交點(diǎn)是D

25、,O1、A、O2在一條直線上。由于OC =r (1分);所以AO1C = 30則t1=T1/12 (2分)設(shè)粒子在B2區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動的周期為T2,則T2 = 由于PAO1 =OAO2 =ODO2 = 30(1分)所以AO2D = 120則t2 = (2分),由t2 = 4 t1 ,解得B2 = 2B1B2 = 4102 四、1.AC 2.C 3.C 4. (1)由題意知,樣品的電阻R 根據(jù)歐姆定律:U0IR分析t時(shí)間定向移動通過端面的自由電子,由電流的定義式I可得vABOCULR(2)由左手定則知,定向移動的自由電子向C側(cè)面偏轉(zhuǎn),故C側(cè)的電勢高于C側(cè)面(3)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),自由電子受到電場力與洛倫茲力的作用而平衡,則有:qqvB解得:B5. (1)設(shè)滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為v,由動能定理得qE(sR)mgsmgRmv20,而qE,解得v.(2)設(shè)滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到軌道的作用力大小為F,則FqEm,解得Fmg.(3)要使滑塊恰好始終沿軌道滑行,則滑至圓軌道DG間某點(diǎn),由電場力和重力的合力提供向心力,

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