(1)小球进入磁场时加速度的大小, 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

精英家教网如图所示,一带电的小球从P点自由下落,(不计空气阻力)P点距场区边界MN高为h,边界MN下方有方向竖直向下、电场场强为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的匀强磁场,小球从边界上的a 点进入重力场、电场与磁场的复合场后,恰能作匀速圆周运动,并从边界上的b点第一次穿出,已知ab=L,重力加速度为g.
求:(1)小球进入复合场时速度大小
(2)该匀强磁场的磁感强度B的大小;
(3)小球从P 经a 至b 时,共需时间为多少?

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用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子.在电离室中使纳米粒子电离后表面均匀带正电,且单位面积的电量为q0.电离后,粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、匀强磁场区域II,其中电场强度为E,磁感应强度为B、方向垂直纸面向外.收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上.已知纳米粒子的密度为ρ,不计纳米粒子的重力及纳米粒子间的相互作用.(V=
4
3
πr3
,S=4πr2
(1)如果半径为r0的某纳米粒子恰沿直线O1O3射入收集室,求该粒子的速率和粒子半径r0
(2)若半径为4r0的纳米粒子进入区域II,粒子会向哪个极板偏转?计算该纳米粒子在区域II中偏转距离为l(粒子在竖直方向的偏移量)时的动能;(r0视为已知)
(3)为了让半径为4r0的粒子沿直线O1O3射入收集室,可以通过改变那些物理量来实现?提出一种具体方案.
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用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子.在电离室中使纳米粒子电离后表面均匀带正电,且单位面积的电量为q.电离后,粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、匀强磁场区域II,其中电场强度为E,磁感应强度为B、方向垂直纸面向外.收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上.已知纳米粒子的密度为ρ,不计纳米粒子的重力及纳米粒子间的相互作用.(V=,S=4πr2
(1)如果半径为r的某纳米粒子恰沿直线O1O3射入收集室,求该粒子的速率和粒子半径r
(2)若半径为4r的纳米粒子进入区域II,粒子会向哪个极板偏转?计算该纳米粒子在区域II中偏转距离为l(粒子在竖直方向的偏移量)时的动能;(r视为已知)
(3)为了让半径为4r的粒子沿直线O1O3射入收集室,可以通过改变那些物理量来实现?提出一种具体方案.

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如图所示,电离室中存在大量密度相同、大小不同的球状纳米粒子,它们在电离室电离后均带正电,且所带电量与其表面积成正比。电离后的纳米粒子缓慢地通过小孔O1进入板间电压为U的电场加速后,又从小孔O2沿水平方向射入右方匀强磁场区域。已知匀强磁场区域I Ⅱ的水平宽度均为d,竖直方向足够长,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外。设这些纳米粒子的最小半径为r0,其他粒子半径均为r0的整数倍,且半径最小的纳米粒子质量为m0、带电量为q0,不计纳米粒子的重力。已知球表面积公式S=4πr2,球体积公式.求;
(1)半径为r0和2r0的纳米粒子经电场加速后速度之比;
(2)要使所有的纳米粒子均能穿过磁场区域,确定加速电压U应满足何条件;
(3)若加速电压取U0时,半径为r0的粒子恰好不能穿过磁场区域。求出这种情况下,半径为2r0的纳米粒子先后穿过磁场区域I和Ⅱ经历的总时间t。

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有人设想用图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。粒子在电离室中电离后带正电,电量与其表面积成正比。电离后,粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域II,其中磁场的磁感应强度大小为B,方向如图。收集室的小孔O3O1O2在同一条水平线上。半径为r0的粒子,其质量为m0、电量为q0,刚好能沿O1O3直线射入收集室。不计纳米粒子重力。(

(1)试求图中区域II的电场强度;

(2)试求半径为r的粒子通过O2时的速率;

(3)讨论半径rr0的粒子刚进入区域II时向哪个极板偏转。

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一、1、B 2、D 3、B 4、B 5、AD 6、ABC 7、ABD  8、BD

二、实验题:(18分)将答案填在题目的空白处,或者要画图连线。

9、(6分)(a)(2分)4.01m/s2

   (b)(4分)小车质量m;斜面上任意两点间距离L以及这两点竖直高度差h;

      

10、(12分)①在右边方框中画出实验电路图(9分)

 

 

 

 

 

 

 

②mA表内阻RA=  80 (78Ω~82Ω均算正确)(3分)

 

三、本大题共三小题共计54分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题.答案中必须明确写出数值和单位

11、(16分)(1)由: (3分)

可得:         (3分)

(2)                       (3分)

(3)  (3分)

(4)    (2分)

得:    (2分)

12、(18分)(1)                               (2分)

                   (2分)

                                        (2分)

射出电场后做匀速直线运动,则在磁场中的速度为2.5×106m/s         (2分)

(2)与速度x轴的夹角

经过电场的偏距   (2分)

故有                     (2分)

(3)作出粒子在磁场中的运动轨迹,如图

                                            (3分)

因为

解得                                 (2分)

根据                  (3分)

 

 

 

13、(20分)(1)(6分)以小球为研究对象,竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力

       故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动,

       加速度设为

       则

   (2)(6分)设为小球出管口时的竖直分速度,结合图象可得:  

   

       所以此时弹力的大小:

      

       管擘所受弹力的方向:水平向左与小车运动方向相反

   (3)(8分)小球离开管口进入复合场,

       其中

       故电场力与重力平衡,

       小球在复合场中做匀速圆周运动,合速度与MN成45°角

       轨道半径

       从小球离开管口到再次经过MN所通过的水平距离

      

       对应时间

       在该时间内小车运动距离

      

       小球此时离小车顶端的距离

 

 

 


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