满分5 > 高中物理试题 >

如图甲所示,一个半径r=10cm圆盘由两种材料Ⅰ、Ⅱ构成,每种材料正好形成一个半...

如图甲所示,一个半径r=10cm圆盘由两种材料Ⅰ、Ⅱ构成,每种材料正好形成一个半圆,它们之间除圆心O以外由绝缘薄膜隔开.圆盘下端浸没在导电液体中,O点到液面的距离是半径r的manfen5.com 满分网倍.圆盘可绕O点按顺时针方向转动,且在转动过程中,只要材料进入液体中,材料Ⅰ在O点与液体间的电阻恒为R=1kΩ,材料Ⅱ在O点与液体间的电阻恒为R=4kΩ.圆盘通过转轴、导电液体与外电路连接,导线与导电液体电阻不计.电路中电源电动势E=2000V,内阻不计,R=4kΩ.R的两端与两块竖直放置、正对且等大的平行金属板相连,板间距离不计.金属板右侧依次有半径为r/10的圆形匀强磁场区域及竖直放置的荧光屏,已知平行金属板正中央的小孔O1、O2,匀强磁场的圆心O3,荧光屏的中心O4在同一条水平直线上,O3O4=20cm.现有一细束带电粒子从O1点沿O1O2方向进入平行金属板间,初速度及重力不计,比荷manfen5.com 满分网.匀强磁场的磁感应强度B=1.0T,圆盘的转动周期T=4s.
(1)圆盘处于图示位置时,两平行金属板间的电压是多少?带电粒子打到荧光屏上时距O4点的距离y是多大?
(2)如果圆盘在图位置时为零时刻,在图乙画出平行金属板间电压在一个周期内随时间变化的图象.(可不写计算过程,但需在图上标出具体数值)
(3)在图丙中定性画出电子到达屏上时,它离O4点的距离y随时间的变化图线.

manfen5.com 满分网
(1)根据闭合电路欧姆定律求出电阻R两端的电压,从而得出两金属板间的电压大小.根据动能定理求出粒子进入磁场的速度,通过半径公式求出粒子在磁场中运动的半径,结合几何关系求出偏转角的大小,从而得出带电粒子打到荧光屏上时距O4点的距离. (2)求出各个时间段圆盘部分的并联电阻,通过闭合电路欧姆定律求出平行金属板间电压在一个周期内随时间变化的图象. (3)粒子的速度越大,偏转角越小,则离O4点的距离y越小. 【解析】 (1)电阻R两端的电压U=. 根据动能定理得,qU= 解得v=m/s. 粒子在磁场中运动的半径r′= 根据几何关系得,粒子的偏向角为60度. 所以y=. (2)在0-1s内,平行板间的电压为1000V. 在1-2s内,圆盘部分并联电阻为,则电阻R两端的电压.则平行板间的电压为1667V. 在2-3s内,圆盘部分电阻为1kΩ,则平行板间的电压. 在3-4s内,圆盘部分并联电阻为,则电阻R两端的电压.则平行板间的电压为1667V. 所以平行金属板间电压在一个周期内随时间变化的图象如图所示. (3)粒子速度越大,则偏转角越小,y越小,定性地作出y随时间的变化图线.如图所示. 答:(1)两平行金属板间的电压是1000V,带电粒子打到荧光屏上时距O4点的距离y是 (2)如图所示. (3)如图所示.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
如图所示,两根完全相同的“V”字形导轨OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上,两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置,其间距为L,电阻不计.两条导轨足够长,所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α.两个金属棒ab和a′b′的质量都是m,电阻都是R,与导轨垂直放置且接触良好.空间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.
(1)如果两条导轨皆光滑,让a′b′固定不动,将ab释放,则ab达到的最大速度是多少?
(2)如果将ab与a′b′同时释放,它们所能达到的最大速度分别是多少?
(3)如果ab可无摩擦滑动,a′b′与导轨间的动摩擦因数为μ,则ab由静止下滑至速度多大时再释放a′b′,a′b′仍可保持静止?

manfen5.com 满分网 查看答案
如图所示,直角坐标系xOy中,x>0的区域内存在两个有理直线边界的匀强磁场,方向均垂直纸面向里,且B2=2B1,边界坐标为x1=L,x2=2L.一个质量为m,带电量为+q的粒子从坐标原点射入磁场.如果它沿+x轴方向射入,当速度满足什么条件时,它不能从B2的右边界射出?它从y轴上射出的最大坐标是多少?

manfen5.com 满分网 查看答案
如图所示,在直线MN与PQ之间有两个匀强磁场区域,两磁场的磁感应强度分别为Bl、B2,方向均与纸面垂直,两磁场的分界线OO'与MN和PQ都垂直.现有一带正电的粒子质量为m、电荷量为q,以速度V垂直边界MN射入磁场Bl,并最终垂直于边界PQ从O'Q段射出,已知粒子始终在纸面内运动,且每次均垂直OO'越过磁场分界线.
(1)写出MN与PQ间的距离d的表达式.
(2)用d、V表示粒子在磁场中运动的时间.

manfen5.com 满分网 查看答案
电子以水平初速V沿平行金属板中央射入,在金属板间加上如图所示的交变电压.已知电子质量为m,电量为e,电压周期为T,电压为U,求:
(1)若电子从t=0时刻进入板间,在半周期内恰好能从板的上边缘飞出,则电子飞出速度多大.
(2)若电子在t=0时刻进入板间,能从板右边水平飞出,则金属板多长.
(3)若电子能从板右边O1水平飞出,电子应从哪一时刻进入板间,两板间距至少多大.

manfen5.com 满分网 查看答案
如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直.已知线圈匝数n=400,电阻r=0.1Ω,长L1=0.05m,宽L2=0.04m,角速度=l00rad/s,磁场的磁感应强度B=0.25T.线圈两端外接电阻R=9.9Ω的用电器和一个交流电流表(内阻不计),求:
(1)线圈中产生的最大感应电动势.
(2)电流表A的读数.
(3)用电器上消耗的电功率.

manfen5.com 满分网 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.