题目列表(包括答案和解析)
如图甲所示,长为l、相距为d的两块正对的平行金属板AB和CD与一电源相连(图中未画出电源),B、D为两板的右端点。两板间电压的变化如图乙所示。在金属板B、D端的右侧有一与金属板垂直的荧光屏MN,荧光屏距B、D端的距离为l。质量为m、电荷量为e的电子以相同的初速度v0从极板左边中央沿平行极板的直线OO’连续不断地射入。已知所有的电子均能够从金属板间射出,且每个电子在电场中运动的时间与电压变化的周期相等。忽略极板边缘处电场的影响,不计电子的重力以及电子之间的相互作用。求:
(1)t=0和t=T/2时刻进入两板间的电子到达金属板B、D端界面时偏离OO’的距离之比。
(2)两板间电压U0的最大值。
(3)电子在荧光屏上分布的最大范围。
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如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔S1、S2,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为U0,周期为T0.在t=0时刻将一个质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子由S1静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在t=
时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区.(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)![]()
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(1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d.
(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件.
(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t=3T0时刻再次到达S2,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小.
如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔S1、S2,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为U0,周期为T0.在t=0时刻将一个质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子由S1静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在t=
时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区.(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)
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(1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d.
(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件.
(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t=3T0时刻再次到达S2,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小.
一、1、C 2、A3、BD 4、D 5、AD 6、B 7、BCD 8、CD
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)
C (每空3分)
10、(12分)①ABEF(4分)
②如图所示(4分)
③随着导体中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻增大(4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)设月球的质量为M,卫星的线速度为
,则
① 2分
又
② 2分
由①②两式得
③ 2分
(2)设卫星在A点减速后的速度为
从A到B卫星和月球系统的机械能守恒,所以
④ 2分
喷气过程中卫星系统的动量守恒,设喷射出气体的质量为
,所以
⑤ 3分

由③、④、⑤式解得
⑥ 2分
(3)由O点出发在y轴负方向和
反方向之间的有向线段都正确(不包括y轴负方向和
的反方向)
⑦ 3分
12、(18分)(1) 电荷在电场中做匀减速直线运动,设其在电场中运动的时间为
,根据动量定理可知,
解得
(2分)
O点与直线MN之间的距离
(2分)
(2)当磁场垂直纸面向里时,
电荷运动的半径
(1分)
周期
(1分)
当磁场垂直纸面向外时,
电荷运动的半径
(1分)
周期
(2分)
根据电荷的运动情况可知,电荷到达挡板前运动的完整周期数为15个,即沿ON运动的距离S=15△d=
(2分)
解得
(2分)
故电荷运动的总时间
T=
=
(3分)
13、(20分)(1)设粒子经过加速电场从小孔O2射出时的速度为v0,则依据动能定理
(1分)
当U=0时,粒子以速度v0进入磁场后做匀速圆周运动到达P2点,轨迹半径R0=
(2分)
由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
(1分)
解得带电粒子的比荷
=1.0´
(2)设粒子进入磁场时速度方向与O1O的夹角为θ,则速度大小
(2分)
粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径
(1分)
由几何关系得
(2分)
即Dx与θ无关,为定值。 (1分)
(3)由(2)可知,带电粒子在平行金属板a、b间的最大偏移量y= x2- x1=
带电粒子进入平行金属板a、b时的速度
v0=
=1.0´
设偏移量最大的带电粒子离开平行金属板a、b时的速度为v,由动能定理
(1分)
解得 v=
m/s
所带电粒子离开平行金属板a、b时的速度偏转角q=arccos
=
(1分)
偏移量最大的在磁场中做圆周运动的轨迹对应的圆心角a=
(1分)
在磁场中做圆周运动的时间t1=
(1分)
当电压为零时进入磁场的带电粒子在磁场中做圆周运动的时间t2=
(1分)
带电粒子在磁场中做圆周运动的周期
(1分)
所以,Dt= t1-t2=
=
=1.0 ´10-6 s (1分)
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