高考模拟试题汇编静电场_第1页
高考模拟试题汇编静电场_第2页
高考模拟试题汇编静电场_第3页
高考模拟试题汇编静电场_第4页
高考模拟试题汇编静电场_第5页
已阅读5页,还剩27页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

20125月各地高考模拟试题汇编静电场

(南京市、盐城市2012届高三年级第三次模拟考试)5.两个等量正点电荷位于X轴上,关

于原点。呈对称分布,下列能正确描述电场强度月随位置*变化规律的图是

5.答案:A

(南京市、盐城市2012届高三年级第三次模拟考试)7.如图所示,光滑绝缘水平桌面上有

A.夕两个带电小球(可以看成点电荷),4球带电量为+2%B球带电量为-q,将它们同时由

静止开始释放,4球加速度的大小为夕球的2倍.现在四中点固定一个带电小球C(也可

看作点电荷),再同时由静止释放4夕两球,释放瞬间两球加速度大小相等.则C球带电

量可能为

1

B.—q

2

C.q

D.4q

7.答案:AB

(南京市、盐城市2012届高三年级第三次模拟考试)9.质量为。的带正电小球由空中某点

自由下落,下落高度〃后在空间加上竖直向上的匀强电场,再经过相同时间小球又回到原

出发点,不计空气阻力,且整个运动过程中小球从未落地.重力加速度为g.则

A.从加电场开始到小球返回原出发点的过程中,小球电势能减少了2〃的

B.从加电场开始到小球下落最低点的过程中,小球动能减少了mgh

4

C.从开始下落到小球运动至最低点的过程中,小球重力势能减少了二卬g/?

3

D.小球返回原出发点时的速度大小为

9.答案:BCD

(江苏省苏、锡、常、镇2012届高三教学调研测试(二))7.某静电场前的一条电场线与

x轴重合,其电势的变

化规律如图所示.在0点由静止释放一电子,电子

仅受电场力的作用,则在一禹~国区间内

A.该静电场是匀强电场

B.该静电场是非匀强电场

C.电子将沿x轴正方向运动,加速度逐渐减小

D.电子将沿x轴正方向运动,加速度逐渐增大

7.答案:BC

(江苏省南通、泰州、扬州苏中三市2012届高三5月第二次调研测试)5.均匀带电的球壳

在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处

产生的电场.如图所示,在半球面ZS上均匀分布

正电荷,总电荷量为如球面半径为凡例为通过

半球顶点与球心0的轴线,在轴线上有M楠点,

OM=ON^1R.已知例点、的场强大小为3,则川点的场强

大小为

A.露后kq

4X

Ckq

露ED.*+E

5.答案:A

(江苏省苏北四市(徐、淮、连、宿)2012届高三5月第三次质

量检测)4.两个等量异种电荷位于正方体的两个顶点a和f上,

如图所示.在此正方体的顶点间移动一正试探电荷,以下说法中

正确的是

A.电场中。点和"点的电场强度相同

B.电场中。点和e点电势相等

C.试探电荷在c点和力点受力大小相等,方向相同

D.试探电荷从c点移到力点电场力做功为零

4.答案:C

(南京师大附中2012届5月高三模拟冲刺物理试题)3.如图所示,在两等量异种点电荷

的电场中,MV为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于融

两电荷的连线,且a与c关于9对称,b点位于恻上,d点位于两电_a____&_____c

荷的连线上.以下判断正确的是:

A.b点场强大于"点场强---O

B.5点电势高于〃点电势:

C.试探电荷+〃在a点的电势能小于在c点的电势能N

D.a、A两点的电势差等于Ac两点间的电势差

3.答案:D

(江苏省南通、泰州、扬州苏中三市2012届高三5月第二次调研测试)9.如图所示,两

金属板间有水平方向的匀强磁场和竖直向下的匀强电场.一带正电的小球垂直于电场和

磁场方向从0点以速度即飞入此区域,恰好能沿直线

从尸点飞出此区域.如果只将电场方向改为竖直向上,

则小球做匀速圆周运动,加速度大小为&,经时间h

从板间的右端a点飞出,a与尸间的距离为万;如果同

时撤去电场和磁场,小球加速度大小为&,经时间ti

从板间的右端b点以速度y飞出,b马尸间的距离为

乃.a、两点在图中未标出,贝(]

A.vB.&<&

C.%>必D.ti<t2

9.答案:AC

))13.(15分)如图所示,在光滑的水平面上有一直角坐标系Oxy.现有一个质量m=0.1kg.带

电荷量q=-2x101,€的微粒,从y轴正半轴上的P,点以速度vo=O.6m/s垂直于y轴射入.已

知在y>0的空间内有与y轴方向平行的匀强电场,在y<0

的空间内存在方向与纸面垂直的匀强磁场.带电微粒从

P1点射入电场后,经坐标(1.2,0)的巳点与x轴正

方向成53°角射入y<0的空间,最后从y轴负半轴上的

Ps点垂直于y轴射出.(已知:sin53=0.8,cos53°=0.6)

求:

(1)Pi点的坐标;

(2)匀强电场的电场强度E;

(3)匀强磁场的磁感应强度B.

13.答案:

(1)微粒在的空间内做类平抛运动,微粒过P2点时速度为。,沿y方向的速度为

Vy>有:

u=D,cos53°=lm/s(1分)

0kusin53°=O.8m/s(1分)

微粒从P1点到尸2点的过程,有

1*

t——r=2s(1分)

*0

。=子=0.4m/s2(1分)

1yaP=0.8m(1分)

则:多点的坐标为(0,0.8m)(1分

(2)由题意可知:微粒在户0的空间内受到沿/轴负方向

的电场力作用,由于微粒带负电,故电场强度方向沿

y轴正方向(1分)

qE=ma(2分)E――—―N/C=2X102N/C(1分)

q2X10-4

(3)由题意知:微粒在)YO的空间中以。为圆心做半径为r的匀速圆周运动,故磁

场方向垂直纸面向里.(2分)

由儿何关系得:,=。'尸2=。尸2阖1)53。=1.5«)(1分)

VqvB=m~。分)/.B=—=——T=3.3xlO2T(1分)

rqr2xlQ-4xl.5

15.(16分)如图甲所示,空间I区域存在方向垂直纸面向里的有界匀强磁场,左右边

界线也¥与我相互平行,仰右侧空间D区域存在一周期性变化的匀强电场,方向沿纸

面垂直刷边界,电场强度的变化规律如图乙所示(规定向左为电场的正方向).一质

量为m、电荷量为+q的粒子,在片0时刻从电场中4点由静止开始运动,粒子重力不计.

(1)若场强大小4=瓦=&/点到加的距离为Z,为使粒子进入磁场时速度最大,交变

电场变化周期的最小值7;应为多少?粒子的最大速度%为多大?

(2)设磁场宽度为",改变磁感应强度B的大小,使粒子以速度K进入磁场后都能从磁

场左边界网穿出,求磁感应强度B满足的条件及该粒子穿过磁场时间。的范围.

(3)若电场的场强大小2=2扁晚风,电场变化周期为7;Q0时刻从电场中4点释放

的粒子经过〃个周期正好到达仰边界,假定磁场足够宽,粒子经过磁场偏转后又

回到电场中,向右运动的最大距离和4点到副的距离相等.求粒子到达〃¥时的速

度大小。和匀强磁场的磁感应强度大小

pM

I:II

x;A

;.m+q

X:Ei

Qhi

(甲)

第15题图

15.答案:(16分)解:(1)当粒子在电场中一直做加速运动,进入磁场时速度最大,设加

速时间为t,则L=^-t2

2m

分)

T0=2t(1分)-

解得T°=2竿

(1分)

VqE

由功能关系有qEL=;m%

(1分)

解得%=/画

(1分)

Vm

(2)设粒子在磁场运动的轨道半径为r,则有

9

q%B=­L(1分)

r

r>d(1分)

解得B〈吗(1分)

qd

根据几何关系,粒子在磁场中通过的弧长s应满足的条件是

(1分)

粒子穿过磁场时间t=J(1分)

vl

旧,0d7id

解得—<t<—(1分)

匕2匕

(3)粒子在电场变化的前半周期内加速度大小q=眼丸

m

后半周期内加速度大小出=追

m

在一个周期内速度的增量Au=a.--a2—

经过n个周期到达9时v=z:Av(1分)

解得n&L

v=(1分)

2m

粒子在磁场中运动的周期丁=必

qB

粒子在磁场中运动的时间

f=L(1分)

2

粒子在向右运动的最大距离和4点到仞V的距离相等,说明粒子返回电场减速

运动正好是前面加速的逆过程,根据对称性可知,在磁场中运动时间「应满足

,=(24+1)二(hO、1、2、3……)(1分)

2

解得B=~~—(40、1,2、3……)(115.(16

(2k+l)qT

分)在如图所示xoy坐标系第一象限的三角形区域(坐标如图中所标注)内有垂直于

纸面向外的匀强磁场,在X轴下方有沿+y方向的匀强电场,电场强度为民将一个质

量为以带电量为+g的粒子(重力不计)从尸(-a,0)点由静止释放。由于X轴上存

在一种特殊物质,使粒子每经过一次x轴后速度大小变为穿过前的空倍.

2

(1)欲使粒子能够再次经过x轴,磁场的磁感应强度A最小是多少?

(2)在磁感应强度等于第(1)问中4的情况下,求粒子在磁场中的运动时间;

(3)若磁场的磁感应强度变为第(1)问中4的2倍,求粒子运动的总路程。

15.答案:(16分)(1般粒子到0点时的速度为外,由动能定

理有

qEa=—znvp解得v=(1分)

20Vtn

粒子经过。点后,速度为匕,匕=①h=叵(1分)

2Vm

如图甲所示,粒子进入磁场后的轨迹圆与磁场边界相切

时,磁感应强度最小为4。设粒子凯道半径为R、,有

/?,=73atan30°=a(1分)

⑵如图甲,粒子经。点进入电场区域做匀减速运动,后又加速返回,再次进入磁场时的速

Ji,1

率%=(;一)匕=耳匕(1分)

此时粒子做圆周运动的半径&=3%(1分)

其运动轨迹如图甲所示,此后不再进入磁场。由几何

关系可知,ZMO/Oj=60°

则粒子在磁场中运动的时间为

_T}T2_12成]12成z_47rIma

++(3分)

~~2~6~2~^~6'v2

(3)若分24,粒子的运动情况如图乙所示,粒子经过。

点第一次进入磁场时的速率仍为%,在磁场中做圆

周运动的半径记为R:,由第⑴问可知,

/?;=-(1分)

'2

粒子从。点穿过X轴进入电场时速率为1,:=变匕­叵,运动到2点后返回,则由

121V2m

动能定理

-qE(\P,=0-^mv{2解得场=/(1分)

当粒子第二次进入磁场时的速率1>,=也斗=工、叵=工叫

2212\m2'

做圆周运动的半径为R=@a分)

■4

粒子从a点穿过x轴进入电场时速率为/=交匕=画,

222V

2

运动到2点后返回,则由动能定理-"。2优=O--^mv'2

解得可以=巴(1分)

依此类推可知,当粒子第n次进入磁场时,其在磁场中做圆周运动的凯道半径为

R:=券,再进入电场中前进的距离函=3(1分)

因此,粒子运动的总路程为5=^-(/?,+/?,+■■-+RJ+2(0^++--+O~P')+OP

,aaa..,aaa.,5.人、

=7r(—+—+••-+—)+2(—+—+■••+—)+a=(乃+—)a(1分)

242"4164"3

20125月各地高考模拟试题汇编-恒定电流

2.酒精测试仪的工作电路可简化为如图所示,其中P是半导体型酒精气体传感器,该传感

器电阻凡与酒精气体的浓度c成反比,4为定值电阻.电压表示数〃与酒精气体浓度

c之间的对应关系正确的是

A.〃越大,表示c越大,c与〃成正比

B.〃越大,表示c越小,c与〃成反比

C.〃越大,表示c越大,c与〃不成正比

D.〃越大,表示c越小,c与〃不成反比

2.答案:C

)8.如图所示,L、L,、J是完全相同的灯泡,

L为直流电阻可忽略的自感线圈,电源内

阻不计,开关S原来接通,现将开关S断

开,则

A.Li点亮,G变暗,最终两灯一样亮

B.Lz闪亮一下后恢复到原来的亮度

C.L,变暗一下后恢复到原来的亮度

D.L,闪亮一下后恢复到原来的亮度

8.答案:AD

2012届高三5月第二次调研测试)2.在如图所示的电路中,

人为半导体热敏电阻,闭合开关,灯泡L,、L2.J的亮

度相同.当凡处的温度升高时,小灯泡的亮度变化情况

A.L变亮,L?变暗,La变亮

B.L变暗,L变亮,k变暗

C.L、L?变亮,Ie变暗第2题图

D.Lq、L?变暗,L,变亮

2.答案:A

2012届高三5月第三次质量检测)7.霍尔元件是一种

D

基于霍尔将就的磁传感器,已发展成一个品种多样的磁传感器产品族,得到广泛应用。如

图为某霍尔元件的工作原理示意图,该元件中电流/由正电荷定向运动形成.下列说法中

正确的是

A."点电势比〃点电势高

B.用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度

C.用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量

D.若保持电流/恒定,则霍尔电压,与8成正比例

7.答案:BCD

7.如图所示,电路中电源电动势以恒定,内阻尸2Q,定值电阻凡=4Q。必段电路消耗的

电功率在开关S断开与闭合时相等,则以下说法中正确的是

A.电阻凡、为可能分别为3Q、9Q

B.电阻/、为可能分别为4Q、6Q

C.开关S断开时电压表的示数一定等于S闭合时的示数A

D.开关S断开与闭合时,电压表的示数变化量大小与电流表的示数更名量炉多声马此、

用无关

7.答案:AD

4.如图甲所示电路中,A,,品、3为相同的电流表,C为电容器,电阻用、R、花的阻值相

同,线圈Z的电阻不计。在某段时间内,理想变压器T原线圈内磁场的磁感应强度"的变

化情况如图乙所示,则在介~右时

间内

A,电流表A1和A?的示数相同

B.电流表用的示数比M的小

C.电流表Ai的示数比%的小

D.电流表的示数都不为零

4.答案:All.(10分)实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际

电流表G内阻n的电路如图所示。供选择的仪器如下:

①待测电流表Gi(0~5mA,内阻约300。;

②电流表Gz(0~10mA,内阻约100。;

③定值电阻用(300。;

④定值电阻外(10。;

⑤滑动变阻器用(0~1000。;

⑥滑动变阻器房(0-20Q);

⑦干电池(1.5V);

⑧电键极导线若干。

(1)定值电阻应选-----,滑动变阻器应选-------

内填写序号)

(2)用连线连接实物图。

(3)补全实验步骤:

①按电路图连接电路,将滑动触头移至最_____端(填“左”

或“右”);

②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录a、仇的读数小后

③多次移动滑动触头,记录相应的&、自读数/、右

④以人为纵坐标,/为横坐标,作出相应图线,如图所示.

(4)根据心-7;图线的斜率级定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式-------------

11.答案:(1)③,⑥(2)见图

(3)①将滑动触头移至最左端

(4)Z]=()1-1)7?,

(11.(10分)有一金属电阻丝的阻值约为20Q,现用以下实验器材测量其电阻率:

A.电压表%(量程0~15V,内阻约15kQ)

B.电压表%(量程0~3V,内阻约3kQ)

C.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻约为0.5Q)

D.电流表A?(量程为0~50mA,内阻约为10Q)

E.滑动变阻器用(阻值范围0~lkQ,允许最大电流0.2A)

F.滑动变阻器后(阻值范围0~20Q,允许最大电流1.0A)

G.螺旋测微器

H.电池组(电动势3V,内电阻0.5Q)

I.开关一个和导线若干

⑴某同学决定采用分压式接法调节电路,为了准确地测量出电阻丝的电阻,电压表选

▲,电流表选▲,滑动变阻器选▲(填写器材前面的字母);

⑵用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图a所示,该电阻丝直径的

测量值d=Amm;

⑶如图5所示,将电阻丝拉直后两端分别固定在刻度尺两端的接线柱a和

。上,其间有一可沿电阻丝滑动的触头P,触头的上端为接线柱c.当按下

触头尸时,它才与电阻丝接触,触头的位置可在刻度尺上读出.实

验中改变触头与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使

电流表A示数/保持不变,记录对应的电压表读数〃

该同学的实物连接如图c所示,他的连线是否正确,如果有错,在

连接的导线上打“x”并重新正确连线;如果有导线遗漏,请添加导线,完成正确的实物

(4)利用测量数据描点作出UA图线,如图"所示,并求得图线的斜率上用电阻丝的直

径d、电流/和斜率女表示电阻丝的电阻率。=

11.答案:

11.(1)B、C、F(3分)

⑵0.183(0.181~0.185)(2分)

⑶见图(3分)

,、Tid'k.,一、、

(4)-----(2分)

4/

说明:图中电压表连接线柱b也正确。

11.(9分)利用如图(a)所示的调压变压器供电,

就可测定和描绘一只“220V60W”白炽电灯灯丝的伏安特性曲线.将调压变压器输入端接

在220V的交流电源上,其输出端有一个滑动触头P,移动它的位置,就可以使输出电压在

0~250V之间连续变化.实验室内备有下列器材:

A.调压变压器

B.“220V60W”白炽灯

C.交流电压表(内阻约50kQ)

D.交流电流表(内阻约20欧姆)

E.开关和若干导线等

(1)请在图(a)的方框中画出符合要求的实验测量电路图(其中调压变压器已画出):

(2)由于电表内阻的影响所产生的实验误差,电压较高段

电压较低段(选填“小于”、“等于”或“大于”).

(3)根据测量数据作出的伏安特性曲线如图(b)所示.

A

u・

50

・♦:

・•­

c4o・

S・-:

:

0.301一­・

0.20••

H::H:::H::::::::S:S

0.10

用用用用升

0M.

图(a)501001502002503v

图(b)

现将两个完全相同的“220V60W”白炽电灯串联后接在220V交流电源的两端,则两只

电灯总共消耗的电功率约为W.

11.答案:

(1)如图所示(3分)

(2)>(3分)

(3)(48±1)W(3分)

11.(10分)某研究性学习小组为了制作一个传感器,需要选用某种电学元件.实验中首先

要描绘该元件的伏安特性曲线,实验室备有下列器材:

A.待测元件(额定电压2V、额定电流200mA)

B.电流表Ai(量程0~0.3A,内阻约为1Q)

C.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约为0.5Q)

D.电压表V(量程0~3V,内阻约为10kQ)

E.滑动变阻器K(阻值范围0~5Q,允许最大电流1A)

F.滑动变阻器为(阻值范围0~lkQ,允许最大电流100mA)

G.直流电源9(输出电压3V,内阻不计)

H.开关S,导线若干

I.多用电表

(1)为提高实验的准确程度,电流表应选用▲;滑动变阻器应选用▲(以上均

填器材代号).

(2)请在图中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.

第11题图

(3)检查实验电路连接正确,然后闭合开关,调节滑动变阻器滑动头,发现电流表和电

压表指针始终不发生偏转.在不断开电路的情况下,检查电路故障,应该使用多用

电表▲挡;检查过程中将多用表的红、黑表笔与电流表“+”、接线柱接触

时,多用电表指针发生较大角度的偏转,说明电路故障是▲.

11.答案:(10分(1)Ai(2分)4(2分)

(2)如图所示(2分)

(3)直流电压(2分)电流表断路(2分)

第11题答图

11.(10分)某学习小组研究用碳丝做成的电阻导电规律.在实验中测得电阻两端的电压与

通过电流的数据如下表:

(1)粗测其电阻,应选择多用电表_____________(选填“1”、“X10”或后,“X100”)

分倍率的电阻挡;调零将表笔分别与电阻的两端连接,示数如图所示,结果为--------Q。

(2)利用测量的数据,在所给的坐标纸上描

点画出该电阻的伏安特性曲线。

(3)根据画出的伏安特性曲线可知,该导体的电阻率随温度升高而----------------(填

“增大”、“减小”或“不变”).

(4)若把该电阻R接入图示电路时,电流表的读数为0.10A,已知AB两端电压恒为3.0V,

则定值电阻/阻值为_____________Q.

11.答案:⑴x118(4分)⑵(2分)⑶减小(2分)

20115月各地高考模拟试题汇编一磁场

9.如图所示,两金属板间有水平方向的匀强磁场和竖直向

第9题图

下的匀强电场.一带正电的小球垂直于电场和磁场方向从。点以速度看飞入此区域,,今好

能沿直线从尸点飞出此区域.如果只将电场方向改为竖直向上,则小球做匀速圆周运动,

加速度大小为&,经时间L从板间的右端a点飞出,a与P间的距离为必;如果同时撤去

电场和磁场,小球加速度大小为&,经时间&从板间的右端。点以速度P飞出,。与尸间

的距离为必.a、5两点在图中未标出,贝!]

A.v<><vB.

C.%>%D.ti<t2

9.答案:8.狄拉克曾经预言,自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子,其周围磁感线呈

均匀辐射状分布(如图甲所示),距离它r处的

磁感应强度大小为8=卷(%为常数),其磁场

分布与负点电荷o的电场(如图乙所示)分布相/\q/二:、

似。现假设磁单极子s和负点电荷。均固定,有IT

带电小球分别在s极利。附近做匀速圆周运动。

则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是

A.若小球带正电,其运动轨迹平面可在s的正上方,如图甲所示

B.若小球带正电,其运动抗迹平面可在0的正下方,如图乙所示

C.若小球带负电,其运动轨迹平面可在S的正上方,如图甲所示

D.若小球带负电,其运动轨迹平面可在0的正下方,如图乙所示

8.答案:ABC

(南京市、盐城市2012届高三年级第三次模拟考试)15.(16分)如图所示,空间存在一个半

径为凡的圆形匀强磁场区域,磁场的方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小为B.有一个

粒子源在纸面内沿各个方向以一定速率发射大量粒子,粒子的质量为,、电荷量为+«.将粒

子源置于圆心,则所有粒子刚好都不离开磁场,不考虑粒子之间的相互作用.

⑴求带电粒子的速率.

⑵若粒子源可费于磁场中任意位置,且磁场的磁感应强度大小变为0,求粒子在磁场中最

长的运动时间t.

⑶若原磁场不变,再叠加另一个半径为凡(凡)/)圆形------

匀强磁场,磁场的磁感应强度的大小为B/2,方向垂直于,/二***、''、、、

纸面向外,两磁场区域成同心圆,此时该离子源从圆心出/xXXXxxx\

发的粒子都能回到圆心,求4的最小值和粒子运动的周期/xXXXXXX'

T

**aVVwS/VvX

15.答案:

15.(16分)

答案:(1)粒子离开出发点最远的距离为轨道半径的2倍

(2分)丫=殁勺(2分)

(2)磁场的大小变为日后,粒子的轨道半径为2几,根据几何关系可以得到,当弦最

4

长时,运动的时间最长,弦为2凡时最长,圆心角60。(3分)

60°4m77

—T=—(3分)

36003qB

(3)根据矢量合成法则,叠加区域的磁场大小为0,方向向里,及以为的区域磁场大

2

小为0,方向向外.粒子运动的半径为R。.

2

根据对称性画出情境图,由几何关系可得用的最小值为

(百+1次0(3分)

(―+—)-4/?J

7=36=”配(3分)

qB123qB

13.(15分)如图所示,在光滑的水平面上有一直角坐标系Oxy.现有一个质量m=0.1kg.带

电荷量q=-2x10-4C的微粒,从y轴正半轴上的R点以速度v°=0.6m/s垂直于y轴射

入.已知在y>0的空间内有与y轴方向平行的匀强

电场,在y〈。的空间内存在方向与纸面垂直的匀强

磁场.带电微粒从R点射入电场后,经坐标(1.2,

0)的P?点与x轴正方向成53。角射入y<0的空间,

最后从y轴负半轴上的P,点垂直于y轴射出.(已

知:sin53=0.8,cos53°=0.6)求:

(1)R点的坐标;

(2)匀强电场的电场强度E;

(3)匀强磁场的磁感应强度B.

13.答案:

(1)微粒在y>0的空间内做类平抛运动,微粒过P2点时速度为。,沿y方向的速度为

%,有:

u=D,cos530=lin/s(1分)

vy==vsin530=0.8m/s(1分)

微粒从P1点到尸2点的过程,有

,=-r=2s(1分)

*0

a=:=0.4m/s2(1分)

a?=0.8m(1分)

则:多点的坐标为(0,0.8m)(1分)

(2)由题意可知:微粒在户0的空间内受到沿y轴负方向

的电场力作用,由于微粒带负电,故电场强度方向沿

y轴正方向(1分)

qE=ma(2分)E=。N/C=2X]0,N/C(1分)

q2X10-4

(3)由题意知:微粒在)Y0的空间中以。为圆心做半径为r的匀速圆周运动,故磁

场方向垂直纸面向里.(2分)

由儿何关系得:,=。'尸2=。尸2阖1)53。=1.51!)(1分)

VqvB=m~。分).\B=—=―—T=3.3xl02T(1分)

rqr2xlQ-4xl.5

15.(16分)如图甲所示,空间I区域存在方向垂直纸面向里的有界匀强磁场,左右边界线

制与网相互平行,断右侧空间II区域存在一周期性变化的匀强电场,方向沿纸面垂直

边界,电场强度的变化规律如图乙所示(规定向左为电场的正方向).一质量为小

电荷量为+。的粒子,在片0时刻从电场中/点由静止开始运动,粒子重力不计.

(1)若场强大小4=晟=以/点到仞¥的距离为Z,为使粒子进入磁场时速度最大,交变

电场变化周期的最小值7;应为多少?粒子的最大速度%为多大?

(2)设磁场宽度为d,改变磁感应强度夕的大小,使粒子以速度必进入磁场后都能从磁

场左边界改穿出,求磁感应强度占满足的条件及该粒子穿过磁场时间t的范围.

(3)若电场的场强大小鸟=2笈,£=&,电场变化周期为7,k0时刻从电场中4点释放

的粒子经过〃个周期正好到达触边界,假定磁场足够宽,粒子经过磁场偏转后又

回到电场中,向右运动的最大距离和4点到也V的距离相等.求粒子到达仰时的速

度大小v和匀强磁场的磁感应强度大小B.

pM

E

____________m_+q:::

O111

E,平?3平

I'I

<2——'——;一

QN(乙)

(甲)

笛IffilRFl

15.答案:(16分)解:(1)当粒子在电场中一直做加速运动,进入磁场时速度最大,设加

速时间为t,则L=^t2

2m

分)

2f(1分).

解得”=2降

(1分)

VqE

由功能关系有qEL=;m*

(1分)

解得%=旧豆

(1分)

Vm

(2)设粒子在磁场运动的轨道半径为r,则有

inv;

型=­L(1分)

r

r>d(1分)

解得.(1分)

qd

根据几何关系,粒子在磁场中通过的弧长s应满足的条件是

粒子穿过磁场时间/=—(1分)

时用d7td

解得一</<—(1分)

匕2匕

(3)粒子在电场变化的前半周期内加速度大小q

m

后半周期内加速度大小出=也

m

在一个周期内速度的增量Av=a--a,—

12-2

经过〃个周期到达胸时v=n\v(1分)

(1分)

粒子在磁场中运动的周期T="艺

qB

粒子在磁场中运动的时间t'=-(1分)

2

粒子在向右运动的最大距离和4点到也¥的距离相等,说明粒子返回电场减速

运动正好是前面加速的逆过程,根据对称性可知,在磁场中运动时间,应满足

f=(2fc+l)|-(h。、1、2、3……)(1分)

解得B=2加”(hO、1、2、3……)(1分)

(2k+l)qT

15.(16分)在如图所示xoy坐标系第一象限的三角形区域(坐标如图中所标注)内有垂直

于纸面向外的匀强磁场,在x轴下方有沿+y方向的匀强电场,电场强度为及将一个质量

为©、带电量为+g的粒子(重力不计)从尸(-a,0)点由静止释放。由于X轴上存在一种

特殊物质,使粒子每经过一次*轴后速度大小变为穿过前的注倍。

2

(1)欲使粒子能够再次经过x轴,磁场的磁感应强度4最小是多少?

(2)在磁感应强度等于第(1)问中4的情况下,求粒子在磁场中的运动时间;

(3)若磁场的磁感应强度变为第(1)问中4的2倍,求粒子运动的总路程.

15.答案:(16分)⑴设粒子到0点时的速度为外,由动能定

理有

c/Ea=—mv^解得v=(1分)

20Vtn

粒子经过0点后,速度为匕,、=旦。=、叵(1分)

2Vm

如图甲所示,粒子进入磁场后的轨迹圆与磁场边界相切

时,磁感应强度最小为4。设粒子轨道半径为K,有

/?!=V3atan30°=a(1分)

⑵如图甲,粒子经口点进入电场区域做匀减速运动,后又加速返回,再次进入磁场时的速

匕=;匕(1分)

率匕=

此时粒子做圆周运动的半径(1分)

其运动凯迹如图甲所示,此后不再进入磁场。由几何

关系可知,NMO;O|=60。

则粒子在磁场中运动的时间为

岂+£」理+2.竺=竺叵(3分)

262匕6v23\qE

⑶若分24,粒子的运动情况如图乙所示,粒子经过。

点第一次进入磁场时的速率仍为匕,在磁场中做圆

周运动的半径记为/?:,由第⑴问可知,

R;=-(1分)

2

粒子从。点穿过刀轴进入电场时速率为匕=①匕=、画,运动到A点后返回,则由

121V2m

动能定理

-qEO^=0---mv;2解得丽'=£(1分)

当粒子第二次进入磁场时的速率也=41%,=_1收亘=J■匕

-2'2\m2'

做圆周运动的半径为R;=3(1分)

4

粒子从a点穿过了轴进入电场时速率为囚=旦一叵,

运动到2点后返回,则由动能定理-

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论