【题目】如图所示,两个平行金属板 M、N 间为一个正交的匀强电场和匀强磁场区,电场方向由 M 板指向 N 极,磁场方向垂直纸面向里,OO′为到两极板距离相等的平行两板的直线。一质量为 m,带电量为+q的带电粒子,以速度 v0 从 O 点射入,沿 OO′方向通过场区,不计带电粒子的重力,则以下说法错误的是( )
A. 带电量为-q 的粒子以 v0 从 O 点沿 OO′方向射入能匀速通过场区
B. 带电量为 2q 的粒子以 v 0从 O 点沿 OO′射入能匀速通过场区
C. 粒子仍以速率 v0 从右侧的 O′点沿 O′O 方向射入,粒子仍能匀速通过场区
D. 保持电场强度和磁感强度大小不变,方向均与原来相反,粒子以 v0 从 O 点沿 OO′射入,则粒子能匀速通过场区
【答案】C
【解析】由题意正电粒子能从左向右匀速通过,竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力相平衡;若负电粒子从左向右通过时,竖直向下的洛伦兹力也能与竖直向上的电场力相平衡,原因是粒子的速度没有变化,故A正确; 由题意正电粒子能从左向右匀速通过,竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力相平衡,即有:qE=Bqv0,解得:v0=E/B,可知平衡条件与电荷量的多少无关,因此带电量为2q的粒子同样也能匀速通过,故B正确;若粒子仍以速率v0从右侧的O′点沿O′O方向射入,粒子受到的竖直向下的电场力与竖直向下的洛伦兹力就不能平衡,因此不能匀速通过.故C错误;由题意正电粒子能从左向右匀速通过,竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力相平衡,即有:qE=Bqv0,解得:v0=E/B,当电场与磁场方向与原来相反时,没有影响平衡条件,所以也能匀速通过.故D正确; 本题选错误的,故选C.
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【题目】地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动,所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3;地球表面重力加速度为g,第一宇宙速度为v.若三者质量相等,则( )
A. F1=F2>F3 B. a1=a2=g>a3
C. v1=v2=v>v3 D. ω1=ω3<ω2
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【题目】如图所示,水平面上方的一个宽为4L的区域存在一个垂直纸面向里的匀强磁场区域,区域的左边有一辆绝缘小车,车上固定一个边长为L的正方形导线框abcd,bc边紧靠磁场区域,现给小车一个初速度v0,小车和线框的总质量为m,不计一切摩擦,小车运动的速度v和位移x的图象画出了一部分(图中所标为已知),根据图象,以下说法正确的是( )
A. 小车离开磁场后的速度为0.6v0
B. 小车进入磁场的过程中做加速度减小的变减速运动
C. 小车穿过磁场的过程中,线框产生的内能为
D. 由于图象不完整,不知道小车穿出磁场的运动规律,所以无法求出小车离开磁场后的速度
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【题目】如图所示,在倾角为的光滑斜面上,垂直纸面放一根长为L、质量为m 的直导体棒,导体棒中通以图示方向的恒定电流I,微使导体棒静止在斜面上,应再外加一匀强磁场,则所加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向可能为
A. 大小为,方向垂直于斜面向下
B. 大小为,方向竖直向下
C. 大小为,方向水平向左
D. 大小为,方向水平向右
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【题目】图中虚线A、B、C、D表示匀强电场的等势面,一带正电的粒子只在电场力的作用下,a点运动到b点,轨迹如图中实线所示,下列说法中正确的是( )
A. 等势面A电势最低
B. 粒子从a运动到b,动能减小
C. 粒子从a运动到b,电势能减小
D. 粒子从a运动到b的过程中电势能与动能之和不变
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【题目】如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.5T方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场,金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Ω的直流电源,现把个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)通过导体棒的电流I的大小;
(2)导体棒受到的安培力F的大小及方向;
(3)导体棒受到的摩擦力f的大小及方向
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【题目】如图所示,平行于纸面的匀强电场中有三点A、B、C,其连线构成边长l=2√3cm的等边三角形,现将一电荷量为q1=10﹣8C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为W1=3×10﹣6J,将另一电荷量为q2=﹣10﹣8C的负点电荷从A点移到C点,电荷克服电场力做功为W2=3×10﹣6J,设A点的电势φA=0V.
(1)求B、C两点的电势
(2)求匀强电场的电场强度大小和方向.
【答案】(1)B、C两点的电势均为﹣300V.
(2)104V/m,由A指向D
【解析】试题分析:(1)先根据电势差的定义式U=求AB间的电势差和AC间的电势差,结合电势差等于电势之差,求B、C两点的电势.
(2)BC线为等势线,根据电场线与等势线垂直,确定电场强度的方向.根据匀强电场的电势差与电场强度的关系求出场强的大小.
解:(1)由电势差的定义得:
AB间的电势差为 UAB==
V=300V
AC间的电势差为 UAC==
V=300V
A点电势为0,故得B点电势 φB=UBA=﹣UAB=﹣300V
C点电势 φC=UCA=﹣UAC=﹣300V
(2)B、C等势,则BC为匀强电场中的一等势面,电场线垂直于等势面,过A作AD垂直于BC,则电场方向为由A指向D,如图所示.
E==
=104V/m
答:
(1)B、C两点的电势均为﹣300V.
(2)匀强电场的电场强度大小为104V/m,方向由A指向D.
【点评】解决本题的关键掌握电势差的定义式及电势差与电场强度的关系,要注意公式U=Ed中d是两点沿电场线方向上的距离.
【题型】解答题
【结束】
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【题目】如图所示的xOy坐标系中,y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向外.Q1、Q2两点的坐标分别为(0,L)、(0,-L),现有质量为m、电量为+q的粒子,在P点沿PQ1方向进入磁场,α=30°,不计粒子重力.
(1)若粒子从点Q1直接通过点Q2,求粒子初速度大小;
(2)若粒子从点Q1直接通过点O,求粒子第一次经过x轴的交点坐标;
(3)若粒子从点Q1直接通过点O,求粒子从P点运动到O点所有的时间
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【题目】常用无线话筒所用的电池电动势E约为9V,内阻r约为40Ω,最大允许电流为100 mA。为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用图甲的电路进行实验。图中电压表为理想电表,R为电阻箱(阻值范围为0~999.9 Ω),R0为定值电阻。
(1)图甲中接入R。的目的是为了防止电阻箱的阻值调得过小时,通过电源的电流大于其承受范围,起保护电路的作用;实验室备有的定值电阻R,的规格有以下几种,则本实验应选用____________。
A. 50 Ω,l.0 W B.500Ω,2.5 W C.1500Ω,15W D.2500Ω,25 W
(2)该同学接入符合要求的R后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图乙的图线。由图线知:当电压表的示数为2V时,电阻箱接入电路的阻值为______Ω(结果保留三位有效数字)。
(3)根据图乙所作出的图象求得该电池的电动势E=______V,内阻r= _____Ω。(结果保留三位有效数字)
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【题目】如图所示,足够长的圆柱形气缸竖直放置,其横截面积为1×10-3 m2,气缸内有质量m=2 kg的活塞,活塞与气缸壁封闭良好,不计摩擦.开始时活塞被销子K销于如图位置,离缸底12 cm,此时气缸内被封闭气体的压强1.5×105 Pa,温度为300 K.外界大气压为1.0×105 Pa,g=10 m/s2.
(1)现对密闭气体加热,当温度升到400 K时,其压强为多大?
(2)若在此时拔去销子K,活塞开始向上运动,当它最后静止在某一位置时,气缸内气体的温度为360 K,则这时活塞离缸底的距离为多少?
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