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(14分)如图所示,真空中有方向垂直纸面向里的匀强磁场和方向沿x轴正方向的匀强电...

14分)如图所示,真空中有方向垂直纸面向里匀强磁场方向沿x轴正方向匀强电场,当质量为m的带电粒子以速度v沿y轴正方向射入该区域时,恰好能沿y轴做匀速直线运动若撤去磁场只保留电场,粒子以相同的速度从O点射入,经过一段时间后通过坐标为(L,2L)的b若撤去电场,只保留磁场,并在直角坐标系xOy的原点O放置粒子,它能向各个方向发射质量均为m、速度均为v的带电粒子不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力。求:

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(1)只保留电场,粒子从O运动到b,电场力所做的功W

(2)只保留磁场粒子发射的粒子O第一次运动到坐标为(02L)的a所用的时间t

 

(1) ;(2)或 【解析】 试题分析:(1)设粒子的电量为q,匀强电场强度为E,磁感应强度为B。只保留电场时,粒子从O点运动到b点,有: ① (1分) ② (2分) ③ (1分) ④ (1分) 联解①②③④得: ⑤ (1分) (2)当电场和磁场同时存在时,有: ⑥ (1分) 若撤去电场保留磁场,则由牛顿定律: ⑦ (2分) 联解得: ⑧ (1分) 粒子做匀速圆周运动轨迹如图所示的两种情况: 圆心分别为O1、O2,易知⊿O1aO和⊿O2aO均为等边三角形,所以: ⑨ (2分) 粒子从O点第一次到达a点所用的时间分别为: ⑩ (1分) ⑪ (1分) 考点:本题考查带电粒子在磁场中的运动,平抛运动,匀速圆周运动。  
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考点分析:
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(12如图所示,倾角为θ的足够长光滑绝缘斜面上存在宽度均为L的匀强电场和匀强磁场区域,电场的下边界与磁场的上边界相距为L,其中电场方向沿斜面向上,磁场方向垂直于斜面向下、磁感应强度的大小为B电荷量为q的带正电小球(视为质点)通过长度为4L的绝缘轻杆与边长为L、电阻为R的正方形单匝线框相连,它们的总质量为m,置于斜面上,线框下边与磁场的上边界重合现将该装置由静止释放,当线框下边刚离开磁场时恰好做匀速运动;当小球运动到电场的下边界时速度恰好减为0。已知L=1m,B=0.8T,q=2.2×10-6C,R=0.1Ω,m=0.8kg,θ=53°,sin53°=0.8,取g=10m/s2求:

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(1)线框做匀速运动时的速度v

(2)电场强度E的大小;

(3)足够长时间后小球到达的最低点与电场上边界的距离x。

 

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(10分)如图所示,电源电动势E=16V、内阻r=1Ω,电阻R1=14Ω。间距d=0.2m的两平行金属板水平放置,板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场。闭合开关S,板间电场视为匀强电场,将一带电的小球以初速度v0=0.1m/s沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为R2。不计空气的阻力,取g=10m/s2,求:

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(1)当R2=17Ω时电阻R2消耗的电功率P2

(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰,碰时速度与初速度的夹角为θ=60°,滑动变阻器接入电路的阻值R2.

 

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8分)如图所示,倾角为θ的斜面处于竖直向下的匀强电场中,在斜面上某点以初速度为v0水平抛出一个质量为m的带正电小球,小球在电场中受到的电场力与小球所受的重力相等设斜面足够长地球表面重力加速度为g,不计空气的阻力,求

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(1)小球落到斜面所需时间t;

(2)小球从水平抛出至落到斜面的过程中电势能的变化量ΔE。

 

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10影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。

(1)他们应选用哪个电路进行实验?________

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(2)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示。

U/V

0

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.50

1.60

I/A

0

0.20

0.45

0.80

1.25

1.80

2.80

3.20

根据表中数据,判断元件Z__________材料(选填“金属”、“半导体”);

(3)用螺旋测微器测得线状元件Z的直径如图所示,则元件Z的直径是_________mm

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(4)把元件Z接入如图所示的电路中,当电阻R的阻值为2Ω时电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为3.6Ω时电流表的读数为0.80A结合上表数据电池的电动势为E=_____V,内阻为r=______Ω

 

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6分)如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置

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(1)将图中所缺的导线补画完整

(2)在如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下;那么合上电键后,将滑线变阻器的滑片P向右滑动时,电流计指针将________________。(选填“向右偏转”、“向左偏转”或“指零”)

 

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