高考試題分類匯編：交變電流x

1、& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考高中物理學(xué)習(xí)材料2000-2008年高考試題分類匯編：交變電流（08北京卷）18. 一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比 ?。簃=11:5。原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示。副線圈僅接入一個(gè)10 的電阻。則A.流過(guò)電阻的電流是 20 AB.與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 ：2 VC.經(jīng)過(guò)1分鐘電阻發(fā)出的熱量是 6X103JD.變壓器的輸入功率是 1X103W答案：D【解析】原線圈中電壓的有效值是220V,由變壓比知副線圈中電壓為100V,流過(guò)電阻的電流是10A;與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100V;經(jīng)過(guò)1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6X 1034JO（08天

2、津卷）17. 一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副 線圈接有可調(diào)電阻 R設(shè)原線圈的電流為I1,輸入功率為R,副線圈的電流為I2,輸出功率為P2。當(dāng)R曾大時(shí)I1減小，R增大I1減小，R減小D. I2增大，P2減小D. I2增大，P2增大答案：B【解析】理想變壓器的特點(diǎn)是輸入功率等于輸出功率，當(dāng)負(fù)載電阻增大時(shí)，由于副線圈的電壓不變，所以輸出電流 I 2減小，導(dǎo)致輸出功率 P2減小，所以輸入功率 P1減?。惠斎氲碾妷翰蛔?，所以輸入的電流 I1減小，B正確（08四川卷）16.如圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中 R、R、R和R均為固定電阻，開(kāi)關(guān) S是閉 為理想電

3、壓表，讀數(shù)分別為 U和U; 。、Q和。為理想電流表，讀數(shù)分別為Ii、I2和I3?，F(xiàn)斷開(kāi)S U數(shù)值不變，下列推斷中正確的是A .12變小、I3變小B.12不變、I3變大C .Ii變小、I 2變小D.Ii變大、12變大鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考答案：BC解析：因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與 U不變，所以U與兩電壓表的示數(shù)均不變.當(dāng)S斷開(kāi)時(shí),因?yàn)樨?fù)載電阻增大，故次級(jí)線圈中的電流I2減小，由于輸入功率等于輸出功率，所以11也將減小，C正確；因?yàn)镽的電壓減小，故 R、R兩端的電壓將增大,（08寧夏卷）19.如圖a所示，一矩形線圈 abcd 放置在勻 強(qiáng)磁場(chǎng) 中，并繞過(guò)ab、cd中點(diǎn)的軸OO 以角

4、速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若以線圈平面與磁場(chǎng)I3變大，B正確.夾角 =45時(shí)（如圖b）為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流 自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎?。則下列四幅圖中正確的 是答案：D【解析】本題考查正弦交流電的產(chǎn)生過(guò)程、楞次定律等知識(shí)和規(guī)律。從a圖可看出線圈從垂直于中性面開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，由楞次定律可判斷，初始時(shí)刻電流方向?yàn)閎到a,故瞬時(shí)電流的汽表達(dá)式為i=ieos （+wt）,則圖像為 D圖像所描述。平時(shí)注意線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸 旋轉(zhuǎn)時(shí)的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式的理解。（08上海卷）20B. （10分）某小型實(shí)驗(yàn)水電站輸出功率是20k皿輸電線路總電阻是 6Qo（1）若采用380V輸電，求輸電線路損耗的功率。（2）若改用500

5、0高壓輸電，用戶端利用 小：W=22： 1的變壓器降壓，求用戶得到 的電壓。一一 P解析：（1）輸電線上的電流強(qiáng)度為 I =U320 10A= 52.63A380輸電線路損耗的功率為PI 2r= 52.63 2X 6M 16620W/= 16.62kW3,一、，P 20 103（2）改用高壓輸電后，輸電線上的電流強(qiáng)度變?yōu)閞 = A= 4AU 5000用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓根據(jù)UiU2n1n2U1=U I R= ( 5000 4X6) V= 4976Vno1用尸得到的電壓為 U= -2-U1 = X 4976V= 226.18V n122（08海南卷）7、如圖，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比

6、為4 ： 1.原線圈接入一電壓鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考為u=Ubsin 3 t的交流電源，副線圈接一個(gè)R= 27.5 的負(fù)載電阻.若 Ub=220j2v,1 = 100 Tt Hz ,則下述結(jié)論正確的是A .副線圈中電壓表的讀數(shù)為 55 VB .副線圈中輸出交流電的周期為-L- s100冗C .原線圈中電流表的讀數(shù)為 0.5 AD .原線圈中的輸入功率為 110J2 W【答案】：AC【解析】：原線圈電壓有效值 U=220V,由電壓比等于匝數(shù)比可得副線圈電壓12=55V, A對(duì)；電阻R上的電流為2A,由原副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，可得電流表示數(shù)為 0.5A, C,_ 2n

7、對(duì)；輸入功率為 P=220X 0.5W=110Vy D錯(cuò)；周期 T=0.02s , B錯(cuò)。（08廣東卷）5.小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng) 中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示， 此線圈與一個(gè) R= 10的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他電阻， 下列說(shuō)法正確的是 TOC o 1-5 h z A.交變電流的周期為0.125B.交變電流的頻率為8HzC.交變電流的有效值為.2 AD.交變電流的最大值為4A【解析】由e-t圖像可知，交變電流電流的周期為0.25s ,故頻率為4Hz,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。根據(jù)歐姆定律可知交變電流的最大值為2A,故有效值為 J2A,選項(xiàng)C正確。

8、（00天津、江西卷）1 （12分）一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度 繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù) n 100,穿過(guò)每匝線圈的磁通量隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻 r 5.0 ,外電路電阻R 95 ,已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em n ，其中 m為穿過(guò)每匝線圈磁通量的最大值，求串聯(lián)在外電路中的交流電流表（內(nèi)阻不計(jì)）的讀數(shù)。18.參考解答:T,則有已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值E m na m設(shè)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的周其為2T根據(jù)歐姆定律，電路中電流的最大值為鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考EmR r&設(shè)交流電流表的讀數(shù)I ,它是電流的有效值，根據(jù)有效值與最

9、大值的關(guān)系，有由題給的1圖線可讀得m 1.0 10-2Wb_2T 3.14 10 b解以上各式，并代入數(shù)據(jù)，得I 1.4A02全國(guó)2 （20分）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(guò)電壓 為U的加速電場(chǎng)后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，如圖所示。磁場(chǎng)方向垂直于圓面。磁場(chǎng)區(qū)的中心為O,半徑為r。當(dāng)不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束將通過(guò) O點(diǎn)而打到屏幕的中心 M點(diǎn)。為了讓電子束射到屏幕邊緣 P,需要加磁場(chǎng)，使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度0 ,此時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B應(yīng)為多少?27. （20 分）電子在磁場(chǎng)中沿圓弧ab運(yùn)動(dòng)，圓心為C,半彳全為R以v表示電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，m e分別表示電子的質(zhì)量和電量

10、，則eU =1 mV2鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考2eVB=蹙R又有tg 2 = R由以上各式解得B=r2mUe tga04 （江蘇卷）3 . （16 分）湯姆生用來(lái)測(cè)定電子的比荷 （電子的電荷量與質(zhì)量之比）的實(shí)驗(yàn)裝 置如圖所示，真空管內(nèi)的陰極 K發(fā)出的電子（不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用）經(jīng)加速電壓加速后，穿過(guò)A中心的小孔沿中心軸 OO的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板P和P間的區(qū)域.當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處,形成了一個(gè)亮點(diǎn)；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點(diǎn)偏離到 O點(diǎn)，（O與O點(diǎn)的豎直間距為d,水平間距可忽略不計(jì).此時(shí)，在P和P間的區(qū)域，再加上一個(gè)

11、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí)，亮點(diǎn)重新回到 O點(diǎn).已知極板水平方向的長(zhǎng)度為 Li,極板間距為b,極板右端到熒光屏的距離為L(zhǎng)2（如圖所示）.求打在熒光屏 O點(diǎn)的電子速度的大小。推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式解答：v,則即evB eEU vBb（1）當(dāng)電子受到的電場(chǎng)力與洛淪茲力平衡時(shí)，電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，亮點(diǎn)重新回復(fù)到中心O點(diǎn)，設(shè)電子的速度為/日 E仔 v B（2）當(dāng)極板間僅有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) 時(shí)，電子以速度eU a mbv進(jìn)入后，豎直方向作勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為電子在水平方向作勻速運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1 v22 eL1U這樣，電子在電場(chǎng)中，豎直向上偏轉(zhuǎn)的距離為d

12、1at1 -2mv b離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)豎直向上的分速度為v1at1eL1Umvb電子離開(kāi)電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t 2時(shí)間到達(dá)熒光屏t2L2vt 2時(shí)間內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的距離為d2 v t2eUL1 L22mv b這樣，電子向上的總偏轉(zhuǎn)距離為d d1 d2eU27mv bLi(L2鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考可解得UdB2bLi(L2 L1/2)04 (全國(guó)卷)4 (22分) 空間中存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，在p點(diǎn)以某一初速開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，初速方向在圖中紙面內(nèi)如圖中P點(diǎn)箭頭所示。該粒子運(yùn)動(dòng)到圖中 Q點(diǎn)時(shí)速度方向與 P點(diǎn)時(shí)速度方向垂直，如圖

13、中Q點(diǎn)箭 頭所示。已知P、Q間的距離為I。若保持粒子在 P點(diǎn)時(shí)的速度不變，而將勻強(qiáng)磁場(chǎng)換成勻 強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與紙面平行且與粒子在P點(diǎn)時(shí)速度方向垂直，在此電場(chǎng)作用下粒子也由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)。不計(jì)重力。求：J(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。(2)兩種情況中粒子由 P 運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間之差。 4. (22 分)(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以Vo表小粒子2在P點(diǎn)的初速度，R表示圓周的半徑，則有 qv oB=mV0- R1 一由于粒子在Q點(diǎn)的速度垂直它在 p點(diǎn)時(shí)的速度，可知粒子由P點(diǎn)到Q點(diǎn)的軌跡為圓4周，故有 R以E表小電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，a表小粒子在電場(chǎng)中加速度的大小，tE表小粒子在電場(chǎng)中由p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q

14、點(diǎn)經(jīng)過(guò)的時(shí)間，則有qE=ma 12R - atE 2R=vot e-IB2q由以上各式，得E V2 d(2)因粒子在磁場(chǎng)中由1一P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的軌跡為,圓周，故運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間tE為圓周4e=1T 4田 2 R而 T 由和式得tEmd2 qB鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考由兩式得 tEm - qBtR tE04 （全國(guó)卷）5 (19 分)一勻磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xy平面，在xy平面上，磁場(chǎng)分布在以 O為中心的一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)。一個(gè)質(zhì)量為 m電荷量為q的帶電粒子，由原點(diǎn) x正方向。后來(lái)，粒子經(jīng)過(guò) y軸上的P點(diǎn)，此時(shí)速度方向與 離為L(zhǎng),如圖所示。不計(jì)重力的影響。求磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度 半徑R

15、。24. （19 分）粒子在磁場(chǎng)中受各侖茲力作用，作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其半徑為r,O開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，初速為 v,方向沿y軸的夾角為30 , P到O的距B的大小和xy平面上磁場(chǎng)區(qū)域的2VqvB m一 r據(jù)此并由題意知，粒子在磁場(chǎng)中的軌跡的圓心C必在y軸上，且P點(diǎn)在磁場(chǎng)區(qū)之外。過(guò) P沿速度方向作延長(zhǎng)線，它與x軸相交于Q點(diǎn)。作圓弧過(guò) O點(diǎn)與x軸相切，并且與 PQ相切，切點(diǎn)A即粒子離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)的地點(diǎn)。這樣也求得圓弧軌跡的圓心 由圖中幾何關(guān)系得C,如圖所示。L=3r由、求得b到qL圖中OA的長(zhǎng)度即圓形磁場(chǎng)區(qū)的半徑 R由圖中幾何關(guān)系可得mgs)W=mg (si s)W=mgs2W=mg(S2 s)W=WW+W+W用

16、Ei表示在碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能，則鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考E=E W由一式解得Ei1 mM 2Vo2 m M2 mgs代入數(shù)據(jù)得Ei=2.4J04 (天津卷)6 .(15分)社核230Th發(fā)生衰變生成鐳核226 Ra并放出一個(gè)粒子。設(shè)該粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q,它進(jìn)入電勢(shì)差為 U的帶窄縫的平行平板電極 S/DS2間電場(chǎng)時(shí)，其速度為v0,經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿 ox方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ox垂直平板電極S2 ,當(dāng)粒子從p點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，其速度方向與ox方位的夾角60 ,如圖所示，整個(gè)裝置處于真空中。(1)寫(xiě)出性核衰變方程；(2)求粒子在磁場(chǎng)中沿

17、圓弧運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R;(3)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間toqu由、得Rm 2qUqB Y m6 (15 分)(1)社核衰變方程930 Th2 He 226 Ra(2)設(shè)粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度為V,對(duì)加速過(guò)程有1212-mv - mv0 222粒子在磁場(chǎng)中有qvB m R(3)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的回旋周期2 R 2 mT v qB1粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t T6鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考由、得t3qB7 (20分)下圖是導(dǎo)軌式電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固 定，其間安放金屬滑塊(即實(shí)驗(yàn)用彈丸)?；瑝K可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良 好接觸。電源提供的強(qiáng)大電

18、流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過(guò)滑塊，再?gòu)牧硪粚?dǎo)軌流回電源。滑塊被 導(dǎo)軌中的電流形成的磁場(chǎng)推動(dòng)而發(fā)射。在發(fā)射過(guò)程中，該磁場(chǎng)在滑塊所在位置始終可以簡(jiǎn)化為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面，其強(qiáng)度與電流的關(guān)系為B=kI,比例常量k=2.5 X10 6T/Ao已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng) =1.5cm,滑塊的質(zhì)量m=30g滑塊沿導(dǎo)軌滑行5m后獲得的發(fā)射速 度v=3.0km/s (此過(guò)程視為勻加速運(yùn)動(dòng))。(1)求發(fā)射過(guò)程中電源提供的電流強(qiáng)度。(2)若電源輸出的能量有 4%專換為滑塊的動(dòng)能，則發(fā)射過(guò)程中電源的輸出功率和輸出電壓 各是多大？(3)若此滑塊射出后隨即以速度 v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s。設(shè)砂

19、箱質(zhì)量為 M,滑塊質(zhì)量為 m,不計(jì)砂箱與水平面之間的摩擦。求滑塊對(duì)砂箱平 均沖擊力的表達(dá)式。7. (20分)2(1)由勻加速運(yùn)動(dòng)公式 a= - =9 x 105m/s22s由安培力公式和牛頓第二定律，有F=IB l = kI 2l , kI 2l = ma因此 I= /=8.5 *10%12(2)滑塊獲得的動(dòng)能是電源輸出能量的4%即：PAtX4%1 mv2v 12發(fā)射過(guò)程中電源供電時(shí)間a三二廠10 2s鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark120 o Current Document 122mv所需的電源輸出功率為P

20、) : 一。/ = 1.0 X109WA t X 4%P3由功率P=IU,解得輸出電壓：U=- =1.2 X 10 V(3)分別對(duì)砂箱和滑塊用動(dòng)能定理，有 HYPERLINK l bookmark309 o Current Document 2fs m= 2 MVfs m=- mV2 - - mv2 HYPERLINK l bookmark161 o Current Document 22由牛頓定律f= - f和相對(duì)運(yùn)動(dòng)Sm=SM+s由動(dòng)量守恒mv=(m+M)V2 vs聯(lián)立求得fs=焉. 2 mv2故平均沖擊力Mf=2(m+M)05 (春季)8(20分)兩塊金屬板a、b平行放置，板間存在與勻強(qiáng)

21、電場(chǎng)正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)只存在于兩板間的空間區(qū)域。一束電子以勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)只存在于兩板間的空間區(qū)域。一束電子以一定的初速度U從兩極板中間，沿垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)的方向射人場(chǎng)中，無(wú)偏轉(zhuǎn)地通過(guò)場(chǎng)區(qū)，如圖所示。已知板長(zhǎng)l=l0cm ,兩板間距d=3.0cm ,兩板間電勢(shì)差 U=150V, U 0=2.0 X 107m/ So(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度 8的大??；(2)若撤去磁場(chǎng)，求電子穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)偏離入射方向的距 離，以及電子通過(guò)場(chǎng)區(qū)后動(dòng)能增加多少？(電子所帶電荷量的大小與其質(zhì)量之比e/m=1. 76 x 1011毆kg ,電子電荷量的大小 e=1. 60 x 10 19C)23. (20

22、分)(1)電子進(jìn)人正交的電磁場(chǎng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則滿足Bev0U4B 2.5 10 T v0d(2)設(shè)電子通過(guò)場(chǎng)區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離為1.2小2 at21 eU l 二gT2 md v0y121.1 10 2mEK eEy1 eU y1 8.8 1018J 55eV d05 (廣東卷)9 (16分)如圖13所示，一半徑為r的圓形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)線框所在平面，導(dǎo)線框的左端通過(guò)導(dǎo)線接一對(duì)水平放置的平行金屬板，兩板間的距離為d,板長(zhǎng)為l, t=0時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B從B開(kāi)始均勻增大，同時(shí)，在板 2的左端且非?？拷?2的位置有一質(zhì)量為 m帶電量為-q的液滴以初速度 v0水平向右射入兩鑫達(dá)

23、捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考板間，該液滴可視為質(zhì)點(diǎn)。要使該液滴能從兩板間射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率 K應(yīng)滿足什么條件?要使該液滴能從兩板間右端的中點(diǎn)射出,感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t應(yīng)滿足什么關(guān)系?9 . ( 16分)(1)由題意可知：板1為正極，板2為負(fù)兩板間的電壓U=tS SKt而：S=兀r2帶電液滴受的電場(chǎng)力:F= qE=qU d故： F- mg= qUmg= mada=qU -g dm討論：一.若 a0液滴向上偏轉(zhuǎn)，做類似平拋運(yùn)動(dòng)1 zqUy= -at -( g)t2 dm當(dāng)液滴剛好能射出時(shí)：有 l = V0t tVo12故 d= at22 dmg)g()2Vo由得md /K=

24、(gr q2v2dl2要使液滴能射出,二.若 a= 0必須滿足 ydK Ki液滴不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)由得Ka= mdr q液滴能射出，必須滿足 K=K2三.若 aqE,由平衡條件知洛侖茲力 f沿z軸正向，粒子以v沿x軸正向運(yùn)動(dòng)由勻速運(yùn)動(dòng)易知其條件是：mg- qE=qvB第二種情況：mgqE,則f沿z軸負(fù)方向，粒子以v沿x軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，由勻速運(yùn)動(dòng)知條件鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考是:qE mg=qvB05 （四川、陜西、貴州、云南、新疆、寧夏、甘肅、內(nèi)蒙）23 . （ 16分）圖中MNa示真空室中垂直于紙面的平板，它的一側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大

25、小為B。一帶電粒子從平板上的狹縫 O處以垂直于平板的初速 v射入磁場(chǎng)區(qū) 域，最后到達(dá)平板上的 P點(diǎn)。已知B、v以及P到O 的距離l .不計(jì)重力，求此粒子的電荷 q與質(zhì)量m之 比。XXX*vX07廣東卷 12 （17分）如圖16所示，沿水平方向放置一條平直光滑槽，它垂直穿過(guò)開(kāi)有 小孔的兩平行薄板， 板相距3.5 L。槽內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為 m的小球A和B球A帶電量為+2q, 球B帶電量為一3q,兩球由長(zhǎng)為2L的輕桿相連，組成一帶電系統(tǒng)。最初A和B分別靜止于左板的兩側(cè)，離板的距離均為L(zhǎng)。若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，不計(jì)輕桿的質(zhì)量，在兩板間加上與槽平行向右的勻強(qiáng)電場(chǎng) E后（設(shè)槽和輕桿由特殊絕緣材料制成，不影響電場(chǎng)的

26、分布），求：球B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度大??；帶電系統(tǒng)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零所需的時(shí)間及球A相對(duì)右板的位置。12、解：對(duì)帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析，假設(shè)球 A能達(dá)到右極 板，電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為 W,有：叫 2qE 2.5L （ 3qE 1.5L）而且還能穿過(guò)小孔，離開(kāi)右極板。假設(shè)球B能達(dá)到右極板，電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為W,有：圖16W2 2qE 2.5L （ 3qE 3.5L） 0綜上所述，帶電系統(tǒng)速度第一次為零時(shí)，球A、B應(yīng)分別在右極板兩側(cè)。帶電系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)加速度為a,由牛頓第二定律：a 2qE qE a1=2m m球B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度為vi ,有：2v1 2al L求得:鑫達(dá)捷

27、& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考設(shè)球B從靜止到剛進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)間為 ti,則:2mLqE解得：t1球B進(jìn)入電場(chǎng)后，帶電系統(tǒng)的加速度為32,由牛頓第二定律:3qE 2qE322m顯然，帶電系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng)。qE2m設(shè)球A剛達(dá)到右極板時(shí)的速度為 V2,減速所需時(shí)間為 t2,則有：V v12 2a2 1.5Lt2V2Vi32十/曰12qEL .2mL求得：V2-,t22mqE球A離電場(chǎng)后，帶電系統(tǒng)繼續(xù)做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為33,再由牛頓第二定律:333qE2m設(shè)球A從離開(kāi)電場(chǎng)到靜止所需的時(shí)間為t 3,運(yùn)動(dòng)的位移為X,則有:0V2332a3X求得:可知，帶電系統(tǒng)從靜止到速度第一次為零所需的時(shí)間為

28、:ttit27 2mL3 qE球A相對(duì)右板的位置為：x 607廣東卷 13 （18分）圖17是某裝置的垂直截面圖，虛線AA是垂直截面與磁場(chǎng)區(qū)邊界面的交線，勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在 A1A2的右側(cè)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 0.4T ,方向垂直紙面向外， AA與垂直截面上的水平線夾角為45。在AA左側(cè)，固定的薄板和等大的擋板均水平放置，它們與垂直截面交線分別為S、S2,相距L=0.2 mi在薄板上P處開(kāi)一小孔，P與A1A2線上鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考點(diǎn)D的水平距離為L(zhǎng)。在小孔處裝一個(gè)電子快門(mén)。起初快門(mén)開(kāi)啟，一旦有帶正電微粒通過(guò)小孔，快門(mén)立即關(guān)閉，此后每隔 T= 3.0 x 10-3s開(kāi)啟一

29、次并瞬間關(guān)閉。從 SS之間的某一位置 水平發(fā)射一速度為 Vo的帶正電微粒，它經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后入射到 P處小孔。通過(guò)小孔的微粒 與檔板發(fā)生碰撞而反彈，反彈速度大小是碰前的0.5倍。經(jīng)過(guò)一次反彈直接從小孔射出的微粒，其初速度vo應(yīng)為多少？求上述微粒從最初水平射入磁場(chǎng)到第二次離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間。（忽略微粒所受重力影響，碰撞過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移。已知微粒的荷質(zhì)比q 1.0 103 C/kg o只考慮紙面上帶電微m粒的運(yùn)動(dòng)）固定擋板A2圖17解得：r mv0 qBV00.5V0nT 其中 n=1, 2, 3,可知，只有n= 2滿足條件，即有：v=100 m/s設(shè)微粒在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)o,從水平進(jìn)入磁場(chǎng)到第

30、二次離開(kāi)磁場(chǎng)的總時(shí)間為t ,設(shè)t1、14分別為帶電微粒第一次、第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，第一次離開(kāi)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)到擋板的時(shí)間為t2,碰撞后再返回磁場(chǎng)的時(shí)間為t3,運(yùn)動(dòng)軌跡如答圖2所示，則有:To2 MVot13T0； t2 t3t4 14Vo0.5Vo4t t1 t2 t3 t4 2.8 10 2 s03 （新課程卷）14 . （13分）串列加速器是用來(lái)產(chǎn)生高能離子的裝置.圖中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖，其中加速管的中部b處有很高的正電勢(shì) U。a、c兩端均有電極接地（電勢(shì)為零）?，F(xiàn)將速度很低的負(fù)一價(jià)碳離子從a端輸入，當(dāng)離子到達(dá)b處時(shí)，可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離，成為 n價(jià)正離子，而不改變其

31、速度大小，這些正 n價(jià)碳離子從c端飛出 后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、 磁感強(qiáng)度為B勺勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)中彳半徑為 R勺圓周運(yùn)動(dòng). 已知碳離子的質(zhì)量 m= 2.0 X 10 26kg, U= 7.5 x 105V, B= 0.05T , n = 2,基元電荷 e=1.6X 10 19C,求 R鑫達(dá)捷13解：如圖2所示，設(shè)帶正電微粒在之間倦意麻 %以水平速度進(jìn)衣穗卷:微點(diǎn)受.I 4 NWLIQ-V0*一到的洛侖茲力為f,在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的聿彳期亭口、，有：D?_ Jaw2mV0qvB r欲使微粒能進(jìn)入小孔，半徑 r的取值范圍為:L r 2L代入數(shù)據(jù)得：80 m/s 0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿

32、y軸負(fù)方向；在 y 0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xy平面（紙 面）向外。一電量為 q、質(zhì)量為 m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒 子，經(jīng)過(guò)y軸上y=h處的點(diǎn)P時(shí)速率為v。，方向沿x 軸正方向；然后，經(jīng)過(guò)x軸上x(chóng)=2h處的Pa點(diǎn)進(jìn)入磁 場(chǎng)，并經(jīng)過(guò)y軸上y= 2h處的P3點(diǎn)。不計(jì)重力。求（I）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。（2）粒子到達(dá)R時(shí)速度的大小和方向。（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。解：（1）粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示。設(shè)粒子從 P1到B的時(shí)間為t,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有qE = maVot = 2 h1 at2 h2由、式解得2E 32qh（2）粒子到達(dá)P2時(shí)速度沿x方向的分量仍為V。,

33、 以V1表示速度沿y方向分量的大小，v表示速度的大 小，8表示速度和x軸的夾角，則有 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark313 o Current Document v2 2ahv ,v； v2d,v1tan v。由、式得v= v。鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考&由、式得v . 2v045（3）設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 定律B,在洛侖茲力作用下粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二2VqvB m rr是圓周的半徑。此圓周與x軸和y軸的交點(diǎn)分別為 P2、P3O因?yàn)镺P= O巳0=45。，由幾何關(guān)系可知，連線P2P3為圓軌道的直徑，由此可求得r = 2h由、（

34、11）、可得b mvLqh06 （全國(guó)卷）16 （20分）如圖所示，在 X 0與X 0的區(qū)域中，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為Bi與B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向均垂直于紙面向里，且B1B2, 一個(gè)帶負(fù)電荷的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v沿x軸負(fù)方向射出，要使該粒子經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后又經(jīng)過(guò)O點(diǎn),Bi與B2的比值應(yīng)滿足什么條件?16 . （20 分）粒子在整個(gè)過(guò)程中的速度大小恒為，交替地在xy平面內(nèi)81與B2磁場(chǎng)區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道都是半個(gè)圓周.設(shè)粒子的質(zhì)量和電荷量的大小分別為m和q ,圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r1和r2,有得分得分riqBi HYPERLINK l bookmark264 o Current Do

35、cument m HYPERLINK l bookmark307 o Current Document 12 qB2現(xiàn)分析粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡.如圖所示，在xy平面內(nèi)，粒子先沿半徑為ri的半圓Ci運(yùn)動(dòng)至y軸上離。點(diǎn)距離為2ri的A點(diǎn)，接著沿半徑為 上的半圓Di運(yùn)動(dòng)至oi點(diǎn)，ooi的距離d2(r2 ri)鑫達(dá)捷& 鑫達(dá)捷致力于精品文檔精心制作僅供參考此后，粒子每經(jīng)歷一次“回旋”(即從y軸出發(fā)沿半徑為r1的半圓和半徑為r2的半圓回到原點(diǎn)下方的y軸)，粒子的y坐標(biāo)就減小d.設(shè)粒子經(jīng)過(guò)n次回旋后與y軸交于0n點(diǎn), 若00n即nd滿足為回旋次數(shù).nd 2r1則粒子再經(jīng)過(guò)半圓 Cn1就能經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，式中 n =

36、i, 2, 3,由式解得r1nr2 n 1n = 1, 2, 3,聯(lián)立式可得B1、B2應(yīng)滿足的條件:曳B2n 1n = 1, 2, 3,評(píng)分參考：、式各得 2分，求得式12分，式4分.解法不同，最后結(jié)果得表達(dá)式不 同，只要正確的，同樣得分 .06 (天津卷)17 (18分)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 日 方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示。一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從磁場(chǎng) 邊界與x軸的交點(diǎn)A處以速度v沿 x方向射入磁場(chǎng)，它恰好從磁場(chǎng)邊界與 y軸的交點(diǎn)C處 沿 y方向飛出。(1)請(qǐng)判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷q ；m(2)若磁場(chǎng)的方向和所在空間范圍

37、不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽 ,該粒子仍從 A處以相同的速度射入磁場(chǎng)， 但飛出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向相對(duì)于入射方向改變了 60角，求磁感 應(yīng)強(qiáng)度B多大？此次粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間 t是多少？17 (18分)(1)由粒子的飛行軌跡，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90。，則粒子軌跡半徑R r又qvB2 v m一R則粒子的比荷-q m Br(2)粒子從D點(diǎn)飛出磁場(chǎng)速度方向改變了60。角，故AD弧所對(duì)圓心角為60。，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 R r cot 30 = 0,且 E = E）范圍內(nèi)的a粒子均垂直于限束光欄的方 向進(jìn)入磁場(chǎng)。試求這些 a粒子打在膠片上

38、的范圍A Xio實(shí)際上，限束光欄有一定的寬度，a粒子將在26角內(nèi)進(jìn)入磁場(chǎng)。試求能量均為 E的a粒子打到感光膠片上的范圍A X219、解：設(shè)a粒子以速度V進(jìn)入磁場(chǎng)，打在膠片上的位置距S的距離為X圓周運(yùn)動(dòng)qvB m R19a粒子的動(dòng)能 E mv2且 x=2R22mE解得： x qB由上式可得:X1,2mEE qBE動(dòng)能為E的a粒子沿圓周運(yùn)動(dòng)a粒子的動(dòng)能由幾何關(guān)系得角入射，軌道半徑相同，設(shè)為 RqvB2Vm一R一 mv 2gX22R 2Rcos2 . 2mE/d、4 2mE . 2(1 cos )sin 一qBqB 2解得:mv0R 2B2l34.4可穿過(guò)4個(gè)完整條形磁場(chǎng)區(qū)域18、解：粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為:mv r qB速度小的粒子將在 x v a的區(qū)域走完 半圓，射到豎直屏上。半圓的直徑在 y軸上，半徑的范圍從 0至iJ a,屏上 發(fā)亮的范圍從0到2a。軌道半徑大于 a的粒子開(kāi)始進(jìn)入右 側(cè)磁場(chǎng)，考慮r = a的極限情況，這 種粒子在右側(cè)的