y轴正方向.场强大小保持不变.求在0-0.8s内带电物体电势能的变化量. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图所示,为空间直角坐标系,其中y轴正方向竖直向上。在整个空间中存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现有一质量为、电荷量为q(q>0)的带电小球从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向射出,重力加速度为g,空气阻力可忽略不计。
(1)若在整个空间加一匀强电场,小球从坐标原点O射出恰好做匀速圆周运动,求所加电场的场强大小以及小球做匀速圆周运动第一次通过z轴的坐标;
(2)若改变第(1)问中所加电场的大小和方向,小球从坐标原点O射出恰好沿x轴做匀速直线运动,求此时所加匀强电场的场强大小;
(3)若保持第(2)问所加的匀强电场不变而撤去原有的磁场,小球从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向射出后,将通过A点,已知A点的x轴坐标数值为,求小球经过A点时电场力做功的功率。

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如图所示,在平面直角坐标系xoy中,在0≤ybx>0的区域Ⅰ内分布着沿y轴正方向的匀强电场,电场强度为E;在0≤ybx<0的区域Ⅱ内分布着沿y轴负方向的匀强电场,电场强度也为E;在yb的区域Ⅲ和y0的区域Ⅳ内存在垂直于纸面向里、大小可调节的匀强磁场。质量为m,电荷量为+q的粒子由P(b, 0)点静止释放,经电场加速和磁场偏转后又回到P点。已知粒子在磁场区域Ⅲ和Ⅳ中始终做轨道半径为b的匀速圆周运动。粒子重力不计且不考虑磁场变化所引起的电场效应。

(1) 求粒子绕行第1圈又回到P点时获得的动能Ek

(2) 求粒子绕行第1圈又回到P点所用时间t

(3) 为使粒子在磁场中运动时始终保持在半径为b的圆轨道上,磁场必须不断递增,求区域Ⅲ磁感应强度B和区域Ⅳ磁感应强度B′之间应满足的比例关系式

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m,t
(1)求匀强电场的场强大小和方向;
(2)求带电物体在0.5s内经过的路程;
(3)若在第0.6s末突然将匀强电场的方向变为沿y轴正方向,场强大小保持不变。求在0-0.8s内带电物体电势的变化量。

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16分)如图甲所示,空间存在一垂直纸面向里的水平磁场,磁场上边界OM水平,以O点为坐标原点,OM为x轴,竖直向下为y轴,磁感应强度大小在x方向保持不变、y轴方向按B=ky变化,k为大于零的常数。一质量为m、电阻为R、边长为L的正方形线框abcd从图示位置静止释放,运动过程中线框经络在同一竖直平面内,当线框下降h0(h0<L)高度时达到最大速度,线框cd边进入磁场时开始做匀速运动,重力加速度为g。求:

(1)线框下降h0高度时速度大小v1和匀速运动时速度大小v2

(2)线框从开始释放到cd边刚进入磁场的过程中产生的电能ΔE;

(3)若将线框从图示位置以水平向右的速度v0抛出,在图乙中大致画出线框上a点的轨迹。

 

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16分)如图甲所示,空间存在一垂直纸面向里的水平磁场,磁场上边界OM水平,以O点为坐标原点,OM为x轴,竖直向下为y轴,磁感应强度大小在x方向保持不变、y轴方向按B=ky变化,k为大于零的常数。一质量为m、电阻为R、边长为L的正方形线框abcd从图示位置静止释放,运动过程中线框经络在同一竖直平面内,当线框下降h0(h0<L)高度时达到最大速度,线框cd边进入磁场时开始做匀速运动,重力加速度为g。求:
(1)线框下降h0高度时速度大小v1和匀速运动时速度大小v2
(2)线框从开始释放到cd边刚进入磁场的过程中产生的电能ΔE;
(3)若将线框从图示位置以水平向右的速度v0抛出,在图乙中大致画出线框上a点的轨迹。

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一、1、C 2、B  3、C 4、C 5、C 6、C 7、D 8、ACD

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、(9分)①(2分)P

②(3分)3.66×10-3(或3.7×10-3); 0.54%

在实验误差允许范围内,可认为系统在碰前的动量和碰后的支量是相等的。

③(2分)D

④(2分)

10、(9分)(1)(3分)2.90,3.50,V1,(2)(6分)E=b/(1-k),I不可以,U1-U2,        

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)(4分)加速度大小  a = 20m/s2             (1分)

            根据牛顿第二定律  Eq = ma         (1分)

            解得场强    E = 2.0×104N/C         (1分)

                        方向沿x轴负方向      (1分)

(2)(6分)物体在O点的初速度    v0 = 6.0m/s   (1分)    

减速时间    t1 =  = 0.3s          (1分)

0.3s内经过的路程  x1 = = 0.9 m  (1分)

            后0.2s物体做匀加速直线运动,经过的路程

                                x2 = = 0.4m     (1分)

0.5s内物体经过的路程   s = x1+x2 = 1.3m    (2分)

(3)(6分)第0.6s末带电物体回到坐标原点O          (1分)

之后的0.2s物体以初速度v0做类平抛运动

            在y方向根据牛顿第二定律

                  Eq ? mg = ma′  (1分)

                        (1分)

             解得物体在y方向经过的距离y0 = 0.2m  (1分)

             电场力做功  W = Eq y0 = 8.0×10-3J      (1分)

             所以电势能减少8.0×10-3J            (1分)

             (或电势能的变化量为 ∆EP = ? 8.0×10-3J)

12、(18分)(1)飞机水平速度不变                                 (1分)

y方向加速度恒定                                           (2分)

消去t即得                                                (2分)

由牛顿第二定律                        (3分)

(2)升力做功                             (3分)

在h处                                       (3分)

∴                               (4分)

 

13、(20分)(1)当ab刚处于磁场时灯正好正常工作,U=U,U=2U,

                (6分)

(2)因为匀速移动,所以在磁场区域经过棒ab的过程中,灯一直正常工作,故等L1消耗的电能为                   (6分)

(3)棒与灯1并联后,再与2串联,所以要保证灯2不会烧坏就可以,即以灯2正常工作为准。(8分)

 

 

 


同步练习册答案