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题目
题型:不详难度:来源:
如图,两个共轴的圆筒形金属电极,在内筒上均匀分布着平行于轴线的标号1-8的八个狭缝,内筒内半径为R,在内筒之内有平行于轴线向里的匀强磁场,磁感应强度为B。在两极间加恒定电压,使筒之间的区域内有沿半径向里的电场。不计粒子重力,整个装置在真空中,粒子碰到电极时会被电极吸收。

(1)一质量为m1,带电量为+q1的粒子从紧靠外筒且正对1号缝的S点由静止出发,进入磁场后到达的第一个狭缝是3号缝,求两电极间加的电压U是多少?
(2)另一个粒子质量为m2,带电量为+q2,也从S点由静止出发,该粒子经过一段时间后恰好又回到S点,求该粒子在磁场中运动多少时间第一次回到S点。
答案
(1)(2)第一种情况;第二种情况;第三种情况;
解析

试题分析:(1)m1粒子从S点出发在电场力作用下加速沿径向由1号缝以速度V1进入磁场,
依动能定理   ①
在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力公式和牛顿定律得
   ② 
粒子从1号缝直接到3号缝,轨迹为1/4圆周,轨迹半径等于内筒半径
     ③            
由以上得   ④  
(2)m2粒子进入磁场后,做匀速圆周运动周期为T 
   ⑤          
  ⑥              
得     ⑦      
m2粒子能回到S点的条件是能沿径向进入某条缝,在电场中先减速再反向加速重回磁场,然后以同样的方式经过某些缝最后经1号缝回到S点。共有三种可能情况
第一种:粒子依次经过2、3、4、5、6、7、8号缝回到1号缝

   ⑧    
第二种:粒子依次经3、5、7号缝回到1号缝

⑨     
第三种:粒子依次经过4、7、2、5、8、3、6号缝回到1号缝

   ⑩ 
核心考点
试题【如图,两个共轴的圆筒形金属电极,在内筒上均匀分布着平行于轴线的标号1-8的八个狭缝,内筒内半径为R,在内筒之内有平行于轴线向里的匀强磁场,磁感应强度为B。在两极】;主要考察你对粒子在复合场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
(12分)足够长的平行金属导轨MN和PK表面粗糙,与水平面之间的夹角为α,间距为L。垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度为B,MP间接有阻值为R的电阻,质量为m的金属杆ab垂直导轨放置,其他电阻不计。如图所示,用恒力F沿导轨平面向下拉金属杆ab,使金属杆由静止开始运动,杆运动的最大速度为vm,t s末金属杆的速度为v1,,前t s内金属杆的位移为x,(重力加速度为g)求:

(1)金属杆速度为v1时加速度的大小;
(2)整个系统在前t s内产生的热量。
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(22分)如图甲所示,水平放置的A、B两平行金属板的中央各有一小孔O1、O2,板间距离为d,开关S接1。当t=0时,在a、b两端加上如图乙中的①图线所示的电压,同时在c、d两端加上如图丙所示的电压。此时,一质量为m的带负电微粒恰好静止于两孔连线的中点P处 (P、O1、O2在同一竖直线上)。重力加速度为g,空气阻力和金属板的厚度不计。

⑴若某时刻突然在a、b两端改加如图乙中的②图线所示的电压,则微粒可达到的最高点距A板的高度为多少?
⑵试在答题卷所给的坐标中,定性画出在a、b两端改加如图乙中的②图线所示的电压之后微粒运动过程中相对于P点的重力势能Ep随时间t变化的图象(只要求画出图线,不必写出定量关系式,但必须标明各转折点的横纵坐标);
⑶若要使微粒在两板间运动一段时间后,从A板中的O1小孔射出,且射出时的动能尽可能大,问应在t=0到t=T之间的哪个时 刻把开关s从l扳到2位置?ucd的变化周期T至少为多少?
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关于干簧管,下列说法正确的是(   )
A.干簧管接入电路中相当于开关的作用
B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.干簧管接入电路中相当于电阻的作用
D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的

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(10分)如图两根正对的平行金属直轨道MN、M´N´位于同一水平面上,两轨道间距L=0.50m.轨道的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻,NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为 R0 =0.50m.直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B =0.64T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m,且其右边界与NN′重合.现有一质量 m =0.20kg、电阻 r =0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处.在与杆垂直的水平恒力 F =2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道间的动摩擦因数 μ=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g=10m/s2,求:

①导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量
②导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热
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(12分)如图所示,在x轴上方有垂直于x0y平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E,一质量为m,电荷量为-q的粒子从坐标原点沿着y轴正方向射出,射出之后,第三次到达x轴时,它与点O的距离为L,不计粒子所受重力。求:

(1)此粒子射出的速度v;
(2)运动的总路程X。
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