題目列表(包括答案和解析)
如圖所示,豎直兩平行板P、Q,長(zhǎng)為L(zhǎng),兩板間距離為d,電壓為U,垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電場(chǎng)和磁場(chǎng)均勻分布在兩板空間內(nèi),今有帶電量為Q,質(zhì)量為m的帶正電的油滴,從某高度處由靜止落下,從兩板正中央進(jìn)入兩板之間,剛進(jìn)入時(shí)油滴受到的磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力相等,此后油滴恰好從P板的下端點(diǎn)處離開(kāi)兩板正對(duì)的區(qū)域,求(1)油滴原來(lái)靜止下落的位置離板上端點(diǎn)的高度h。(2)油滴離開(kāi)板間時(shí)的速度大小。
如圖所示,豎直兩平行板P、Q長(zhǎng)為L(zhǎng),兩板相距為d,兩板間電壓為U,垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電場(chǎng)和磁場(chǎng)均勻分布在兩板空間內(nèi),今有帶電量為q,質(zhì)量為m的帶正電油滴,從某高度處由靜止落下,從兩板正中央進(jìn)入兩板之間,剛進(jìn)入時(shí)油滴受到的磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力大小相等,此后油滴恰好從P板的下端點(diǎn)處離開(kāi)兩板正對(duì)的區(qū)域,求:
(1)油滴原來(lái)靜止下落的位置離板上端點(diǎn)的高度.
(2)油滴離開(kāi)板間時(shí)的速度大小.
一、選擇題
14
15
16
17
18
19
20
21
D
C
ABC
B
B
BD
CD
B
二、非選擇題:
22. (共17分,)
(1)、(5分) ① χ ② 1.0
(2)、(12分) ① R1 1.45――1.47 1.70――1.83
②連線如圖
③ = >
23、解析:(1)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),只受洛倫茲力作用,故其軌跡是圓弧一部分,又因?yàn)閒⊥v,故圓心在電子穿入和穿出磁場(chǎng)時(shí)受到洛倫茲力指向交點(diǎn)上,如圖中的O點(diǎn),由幾何知識(shí)知,AB間圓心角θ=300,OB為半徑.所以r=d/sin300=2d.
又由r=得m=2dBe/v.
(2)又因?yàn)锳B圓心角是300,所以穿過(guò)時(shí)間 t=T=
×
=
.
24、解析:(1)油滴在進(jìn)入兩板前作自由落體運(yùn)動(dòng),剛進(jìn)入兩板之間時(shí)的速度為V0,受到的電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力相等,則
qv0B=qU/d,v0=U/Bd=
,h=U2/2gB2d2
(2)油滴進(jìn)入兩板之間后,速度增大,洛侖茲力在增大,故電場(chǎng)力小于洛侖茲力,油滴將向P板偏轉(zhuǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,重力做正功,油滴離開(kāi)兩板時(shí)的速度為Vx ,由動(dòng)能定理mg(h+L)-q U/2=mVx
2/2,
25、解析:(1)設(shè)此時(shí)小球的合速度大小為v合,方向與u的夾角為θ
有……① cosθ=u/v合=u/
………②
此時(shí)粒子受到的洛倫茲力f和管壁的彈力N如所示,由牛頓第二定律可求此時(shí)小球上升的加速度為:a=fcosθ=qv合Bcosθ/m………③
聯(lián)立①②③解得:a=quB/m
(2)由上問(wèn)a知,小球上升加速度只與小球的水平速度u有關(guān),故小球在豎直方向上做加速運(yùn)動(dòng).設(shè)小球離開(kāi)N端管口時(shí)的豎直分速度為vy,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得
此時(shí)小球的合速度
故小球運(yùn)動(dòng)的半徑為
(3)因洛化茲力對(duì)小球做的功為零,由動(dòng)能定理得管壁對(duì)小球做的功為:
W=1/2mv2-1/2mu2=quBh
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