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    考点2.“场 对物质的作用电场对放入其中的电荷有力的作用.由此产生大量的有关电荷在电场中运动的试题,电场对放入其中的导体的作用.产生静电感应现象．磁场只对运动电荷和电流可能有磁场力作用.当带电粒子的速度和导体与磁感线平行时不受磁场力．洛伦兹力一般与带电粒子的平衡和匀速圆周运动问题相关．例题2:如图7-4所示.一重力不计的带电粒子.在垂直纸面的匀强磁场B1中做半径为r的匀速圆周运动．那么当匀强磁场突然减弱B2之后.该带电粒子的动能将 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    某研究性学习小组设计了一个方案来测量物体的电荷量．如下图甲所示，将一个外表面镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于天花板上的O点，O点竖直固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器，M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属薄板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场)，两块金属薄板与量角器所在平面垂直．另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电源E、电压表V、开关S、滑动变阻器R及导线若干．若在整个实验过程中不考虑微量的静电泄漏，小球始终不与金属薄板相碰，试根据如下实验操作回答：

    (1)用天平测出小球的质量m，按图甲所示进行器材的安装，并用刻度尺测出M、N两板之间的距离d，然后使小球带上一定的电荷量；

    (2)小组成员预先设计了如下图乙、丙所示的控制电路，为了使M、N两板之间的电势差(即电压表的示数)能从0开始逐渐增大，应该选用图________控制电路(选填“乙”或“丙”)；

    (3)正确选择控制电路与图甲中的接线柱A、B连接后，闭合开关S，缓慢调节滑动变阻器R滑片P，记录下多组电压表的示数U和相应的丝线偏离竖直方向的夹角；

    (4)以U为纵坐标，以tan为横坐标，将上述多组实验数据描点后可得到一条过原点的直线，若该直线的斜率k，则被测小球的电荷量q＝________(用m、d、k、g表示)；

    (5)在完成最后一组数据测量后，该小组成员采用特殊手段将接线柱A、B与控制电路脱开，在确保金属薄板M、N上已有电荷量不变的条件下：①若将M、N两板间距d缓慢适量增大，则悬挂小球的绝缘丝线偏离竖直方向的夹角将________(选填“增大”、“不变”或“减小”)；②若将绝缘丝线在悬点O处瞬间剪断，则小球将做什么形式的运动？答：________．

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    1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题．现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中．

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    某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图为俯视图乙．回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强在场，且与D形盒盒面垂直．两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．D形盒半径为R，磁场的磁感应强度为B．设质子从粒子源A处时入加速电场的初速度不计．质子质量为m、电荷量为+q．加速器接一定涉率高频交流电源，其电压为U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．
    （1）求质子第1次经过狭缝被加速后进入D形盒运动轨道的半径r1；
    （2）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t；
    （3）如果使用这台回旋加速器加速α粒子，需要进行怎样的改动？请写出必要的分析及推理．

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    1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。

    某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图乙为俯视图。回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，D形盒的半径力R，磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计。质子质量为m、电荷量为+q。加速器接一定频率高频交变电源，其电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。

    （1）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D形盒运动的轨道半径r1；

    （2）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t；

    （3）如果使用这台回旋加速器加速α粒子，需要进行怎样的改动？请写出必要的分析与推理。

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    （14分）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。某型号的回旋加速器的工作原理如图（甲）所示，图（乙）为俯视图。回旋加速器的核心部分为两个D形盒，分别为D1、D2。D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计。质子质量为m、电荷量为+q。加速器接入一定频率的高频交变电源，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。

     

    （1）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒时的速度大小v1；

    （2）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒后运动的轨道半径r1；

    （3）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t。

     

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    1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题．现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中．

    某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图为俯视图乙．回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强在场，且与D形盒盒面垂直．两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．D形盒半径为R，磁场的磁感应强度为B．设质子从粒子源A处时入加速电场的初速度不计．质子质量为m、电荷量为+q．加速器接一定涉率高频交流电源，其电压为U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．
    （1）求质子第1次经过狭缝被加速后进入D形盒运动轨道的半径r1；
    （2）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t；
    （3）如果使用这台回旋加速器加速α粒子，需要进行怎样的改动？请写出必要的分析及推理．

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    1. BCD   2. BC    3.D        4.A     5. C

    6. AD    7.C     8. CD        9. AB    10.BC

    11.（１）ＣＤ（２）指零　　指零　　指零　　　左偏　

    12. 电极Ａ与导电纸接触不良

    13. 解：（１）小球速度最大时，棒对它的弹力垂直于棒向下，受力分析如图，沿杆方向，，垂直杆方向：，联立以上各式，得

    所以：

    （２）小球Ｃ从斜置的绝缘棒上由静止开始运动，必须满足条件，而即，所以

    14. 解：（１）根据牛顿第二定律，根据库仑定律，，解得

    （２）当Ａ球受到的合力为零即加速度为零时，动能最大，设此时Ａ球与Ｂ点间的距离为Ｒ，则，解得。

    15. 解：（１）、（２）如图所示，设小球在Ｃ点的速度大小是，对轨道的压力大小为，则对于小球由ＡC的过程中，应用动能定理列出：－０，在Ｃ点的园轨道径向应用牛顿第二定律，有，解得

    （３）如图所示，设小球初始位置应在离Ｂ点ｘｍ的点，对小球由Ｄ的过程应用动能定理，有：，在Ｄ点的圆轨道径向应用牛顿第二定律，有，解得

    16. 解：（１）F1为P1参与的运动而受到指向Ｎ端的洛伦兹力，其值为：（其中 ，为的电量），对应有指向Ｎ端的加速度： （其中ｍ为的质量）

    在管中运动会使它受到另一个向左的洛伦兹力，此力与管壁对向右的力所抵消，到达Ｎ端时具有沿管长方向的速度：

    所以，对纸平面的速度大小为：

    又因为，故：

    即：

    所以的比荷为：

    （２）从Ｍ端到Ｎ端经历的时间为：

    离开管后将在纸平面上做匀速圆周运动，半径与周期分别为：

    经ｔ１时间已随管朝正右方向运动：

    的距离

    所以离开Ｎ端的位置恰好为的初始位置

    经时间ｔ１已知运动到如图所示的位置Ｓ２走过的路程为

    只能与相碰在图中的Ｓ处，相遇时刻必为

    且要求在这段时间内恰好走过2Ｒ的路程，因此有

    即得：

    所以：

    17. 解：……①　

    由于重力和电场力平衡，电粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动，小球平抛且碰时动量守恒，根据条件，碰后反向

    ……①

    另有……②

    解得……③

    对平抛：

    解得

     

     

     

     


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