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如图所示,在X>0,Y>0的空间中存在两个以水平面MN为界,磁感应强度大小均为B...

如图所示,在X>0,Y>0的空间中存在两个以水平面MN为界,磁感应强度大小均为B,方向相反的匀强磁场.一根上端开口、内壁光滑的绝缘细管,长为L,其底部有一质量为m、电量为+q的粒子.在水平外力作用下,保持细管始终平行于Y轴,沿X方向以速度v匀速向右运动,且manfen5.com 满分网,不计粒子的重力.求:
(1)细管刚进入磁场时,粒子运动的加速度大小、方向;
(2)维持细管始终平行于Y轴向右匀速运动的过程中,水平外力所做的功;
(3)粒子第一次到达运动轨迹最高点的位置坐标.

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(1)求出细管刚进入磁场时,粒子受到的合力(洛伦兹力),然后根据牛顿第二定律求出加速度的大小及方向. (2)粒子离开管子前,在竖直方向上受到恒定的力qvB,所以向上做匀加速直线运动,在水平方向上和管子一起做匀速直线运动.求出离开管子粒子的合速度,根据功能关系,求出水平外力所做的功. (3)可求出粒子离开管子的合速度大小和方向,进入磁场后做匀速圆周运动,通过洛伦兹力提供向心力,求出匀速圆周运动的半径.粒子离开管子前在竖直方向上做匀加速直线运动,求出匀加速直线运动的时间,可得知粒子在水平方向上的位移,根据几何关系,求出最高点的横坐标和纵坐标. 【解析】 (1)以粒子为研究对象,粒子刚进入磁场f1=qvB    =     沿+Y方向        (2)粒子离开玻璃管前,在管中竖直方向做匀加速直线运动,水平方向做匀速运动,设粒子在管中竖直方向做加速运动的加速度a,粒子运动到管口时,粒子在竖直方向的分速为v1,则 在竖直方向  a=a1 v12=2aL 可解得      v1=v 粒子离开玻璃管口时的速度  速度方向与MN成45°角 外力所做的功, 有功能关系         WF=△Ek 可得          (3)粒子离开管口后,在磁场中做匀速圆周运动 在磁场中              粒子在管中运动的时间 粒子在管中运动的过程中发生的水平位移△x=vt=2L 轨迹最高点的位置坐标:x=△x+r•sin45°=4L    ..
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考点分析:
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如图所示,质量为m、电荷量为e的电子从坐标原点O处沿xOy平面射入第一象限内,射入时的速度方向不同,但大小均为v.现在某一区域内加一方向向外且垂直于xOy平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,若这些电子穿过磁场后都能垂直地射到与y轴平行的荧光屏MN上,求:
(1)电子从y轴穿过的范围;
(2)荧光屏上光斑的长度;
(3)所加磁场范围的最小面积.

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manfen5.com 满分网一个质量为m带有电荷为-q的小物体,可在绝缘水平轨道OX上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿OX轴正方向,如图所示,小物体从距离墙角X处以速度v从图示位置向左运动,运动时受到大小不变的摩擦力f作用,设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求:它停止运动前所通过的总路程S.
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(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若撤去磁场,求电子穿过电场时偏离人射方向的距离,以及电子通过场区后动能增加多少?(电子所带电荷量的大小与其质量之比e/m=1.76×1011C/kg,电子电荷量的大小e=1.60×10-19C)

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某同学在实验室中找到一只小灯泡,标称功率值为0.75W,额定电压值已模糊不清,为了得到额定电压值,他先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约2Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U=manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网=1.23V.该同学怀疑所得电压值不准确,于是,他利用表(a)中可供选择的实验器材设计一个电路进行测量.当电压达到1.23V时,发现灯泡亮度很弱,于是,该同学继续缓慢地增加电压,观察灯泡的亮度,并测出不同电压时的电流值,当达到2.70V时,发现灯泡已太亮,立即断开开关,如表(b)所示.
表(b)实际测量的电压、电流值
次数1234567
U/v0.200.601.001.401.802.202.70
I/mA80155195227255279310
通过表(b)中记录的数据进行分析,请完成下列实验要求:
①根据表(b)中的实验数据,在给出的方格纸内画出U-I图,并从图线上分析得到该灯的额定电压为______
②从表(b)中的实验数据可以分析,该同学实验时所选择的最合理的电路应为下列四个电路图中的图______;所用的电流表为______
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用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a、b的位置,如图所示.若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位,a和b的相应读数是多少?请填在表格中.
指针位置选择开关所处挡位读   数
a直流电流100mAmA
直流电压2.5VV
b电阻×100Ω


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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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