资源描述
条 件:F与V有一定夹角速度方向:沿切线方向
平抛物体运动:v0沿水平方向a=g匀变速
圆周运动
变加速
曲线运动
实例
小船过河
绳子末端速度的分解
运动的合成与分解
三个宇宙速度
处理方法:
分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
例:以下按照本结构完成作业
高二物理作业指导:
内容:共二十天的作业,前两天是物理知识总结,画知识
结构图,后面是平行班每天3道计算题,实验班每天4道计算题.
要求:题目发到个班的邮箱里,自己打印,并将作业写到作业本上
检测:开学交作业本
第一天:
复习3-1 第一章 电场 第二章 恒定电流 并写出两章的知识结构
第二天:
复习3-1 第三章 磁场 3-2 第一章 电磁感应 并写出两章的知识结构
第三天:
1.真空中有两个点电荷,电荷量分别是C和C,相距10cm,电荷间的相互作用力是多大?是引力还是斥力?()
2.两个被束缚住的带电小球,电荷量分别为+Q和+9Q,相距0.4m,如果引入第三个带电小球,使它处于平衡状态,这个小球应当放在什么位置?若保持第三个小球的位置不变,解除另外两个小球的束缚,使三个小球都能处于平衡状态,则对三个小球的电荷量有什么要求?
3.如图所示,把质量为0.2g的带电小球A用丝线吊起,若将带电荷量为4×10-8C的小球B靠近它,当两小球在同一高度相距3cm时,丝线与竖直方向的夹角为45°,此时小球B受到的库仑力? 小球A带的电荷量?(g取10m/s2)
h
x
4.(16分)在竖直平面内有一个粗糙的圆弧轨道,其半径R=0.4m,轨道的最低点距地面高度h=0.8m。一质量m=0.1kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放,到达最低点时以一定的水平速度离开轨道,落地点距轨道最低点的水平距离x=0.8m。空气阻力不计,g取10m/s2,求:
(1)小滑块离开轨道时的速度大小;
(2)小滑块运动到轨道最低点时,对轨道的压力大小;
(3)小滑块在轨道上运动的过程中,克服摩擦力所做的功。
0.2J。
第四天:
1.将带电荷量为C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了J的功,再从B移到C,电场力做了J的功,则:
(1)A、C间的电势差UAC.为多大?
(2)电荷从A移到B,再从B移到C的过程中电势能共改变了多少?
2.如图所示,把一个电荷量C的试验电荷,依次放在带正电的点电荷Q周围的A、B两点,受到的电场力大小分别是FA= 5×10-3N,FB=3×10-3N。(1)画出检验电荷在A、B两处的受力方向;(2)求出A、B两处的电场强度;(3)如在A、B两处分别放上另一个电荷量为C的电荷,受到的电场力多大?
3.如图所示,a、b是匀强电场中的两点,已知两点间的距离为0.4m,两点的连线与电场线成37°角,两点间的电势差Uab=2.4×103V,则匀强电场的场强大小为多大?若把电子放在a点,则电子所受电场力大小为多少N,方向为如何?若把电子从a点移到b点电场力做功?,电子的电势能怎样变化?
4.(20分)如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上,与轨道垂直,电阻r=0.25Ω。整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。t=0时刻,对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使之由静止开始运动,运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计,g取10m/s2,求:
(1)4.0s末金属棒ab瞬时速度的大小;2m/s
(2)3.0s末力F的瞬时功率;1.3W
R
F
a
b
30°
B
0
1
2
3
4
0.4
0.8
I/A
t/s
甲
乙
M
N
P
Q
(3)已知0~4.0s时间内电阻R上产生的热量为0.64J,试计算F对金属棒所做的功。3J
第五天:
1.在真空中O点放一个点电荷Q=1.0×10-9C,直线MN过O点,OM=30cm,M点放有一个点电荷q=-1.0×10-10C,如图所示。(N·m2/C2)求:
(1)q在M点所受的电场力;
(2)M点的场强;
(3)拿走q后M点的场强;
(4)比较M点和N点的场强大小和方向。
2.电场中有a、b两点,将一个电荷量为C的正电荷从a点移到b点,电场力做功J。
(1)求a、b两点的电势差。
(2)若将电荷量为C的负电荷从a点移到b点,求电场力所做的功。
11.A、B 两个带电小球,A 固定不动,B 的质量为m,在库仑力作用下,B 由静止开始运动。已知初始时,A、B 间的距离为d,B 的加速度为a,经过一段时间后,B 的加速度变为a/4,B的速度为v。求:(1)此时A、B间的距离;(2)在此过程中电势能的减少量。
e
A
B
C
-
+
-
3.如图所示,平行金属板A、B、C,板间均为匀强电场,一个电子以20eV的初动能从A极板的小孔中射向AB 间的电场,AB间电势差V,而后又进入BC 间的电场,BC 间的电势差为U2,电子恰能到达C 板,求U2 的大小。
A
B
C
H
S
O
R
4.(16分)如图所示,位于竖直平面上的光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,圆弧轨道上端A点距地面高度为H,质量为m的小球从A点由静止释放,最后落在地面C点处,不计空气阻力。求:
(1) 小球刚运动到B点时,轨道对小球的支持力多大?
(2) 小球落地点C与B的水平距离S为多少?
(3) 比值为多少时,小球落地点C与B水平距离S最远? 该水平距离的最大值是多少?
Smax=H
第六天:
5.一台电风扇的额定电压为220V,正常工作时电流为0.8A,若它的线圈电阻是2.5Ω。求:
(1)这台电风扇所消耗的电功率;
(2)这台电风扇的发热功率;
(3)这台电风扇的工作效率。
9.如图所示为家用电饭煲的电路图。将电饭煲接到稳压电源上,当开关接通“加热”挡时,电热丝以额定功率给食物加热,当食物蒸熟后,开关接通“保温”挡,给食物保温,这时电热丝的功率为其额定功率的1/9,电流为1.40 A,已知分压电阻的阻值是R=100Ω。求:
(1)保温时,电阻R两端的电压;
(2)稳压电源输出的电压;
(3)电热丝的额定功率。
13.相距为d,水平正对放置的两块平行金属板a、b,其电容为C。开始时两板均不带电,a板接地,且a板中央开有小孔。现将带电荷量为+q、质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h高处由静止开始向下滴,竖直落向b板,到达b板后液滴的电荷量全部传给b板,如图所示。求:
(1)第几滴液滴在a、b间做匀速直线运动?
(2)第几滴液滴接近b板时速度恰好为零?
22.(16分)如图所示,某人乘雪橇从雪坡A点滑至B点,接着沿水平地面滑至C点停止。人与雪橇的总质量为70kg,A点距地面的高度为20m,人与雪橇在BC段所受阻力恒定。图表中记录了人与雪橇运动过程中的有关数据。求:(取g=10m/s2)
(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能;
(2)人与雪橇在BC段所受阻力的大小;
(3)B C的距离。
位置
A
B
C
速度(m/s)
2.0
12.0
0
时刻(s)
0
4.0
10.0
9100J 140N 36m
第七天:
4.一台电动机,所加电压为110 V,通过电动机的电流为5.0 A。求:
(1)1 h内电动机消耗的电能是多少?
(2)若电动机的内阻为2.0Ω,这1 h内电动机输出的机械能是多少?
4.电动势为20V的电源向外供电,已知它在1min内移动120C的电荷量。求:
(1)这个回路中的电流是多大?
(2)电源产生了多少电能?
(3)非静电力做功的功率是多大?
22.(16分)石景山游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示。斜槽轨道AB,EF与半径为R=0.1m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,AB,EF分别与圆O相切于B、E点,C为轨道的最低点,∠BOC=37°。质量为m=0.1kg的小球从A点静止释放,先后经B、C、D、E到F点落入小框。(整个装置的轨道均光滑,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小球在光滑斜槽轨道AB上运动过程中加速度的大小
(2)要使小球从A点到F点的全过程不脱离轨道,A点距离低点的竖直高度h至少多高?
第八天:
5.如图所示的电路中,R1=5Ω,R2=3Ω。当开关S切换到位置1时,电流表的示数为I1=0.5A;当开关S扳到位置2时,电流表的示数为I2=0.75A。求电源的电动势和内阻。
A
E r
1
2
R2
R1
S
7.如图所示,电阻R1=8Ω,电动机绕组电阻R0=2Ω,当开关K断开时,电阻R1消耗的电功率是2.88W;当开关闭合时,电阻R1消耗的电功率是2W,若电源的电动势为E=6V,求:开关闭合时,电动机输出的机械功率。
K
R1=8Ω
M
E r
22.(16分)如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为L, M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑,经过一段时间后,金属杆达到最大速度vm,在这个过程中,电阻R上产生的热量为Q。导轨和金属杆接触良好,重力加速度为g。求:
(1)金属杆达到最大速度时安培力的大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中杆下降的高度。
第九天:
6.如图所示的电路中,电阻,,电源的电动势E=12V,内电阻r=1Ω,电流表的读数I=0.4A。求电阻R3的阻值和它消耗的电功率。
22.(16分)如图15所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度vB=5.0m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.50,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)带电体运动到圆形轨道的最低点B时,圆形轨道对带电体支持力的大小;
(2)带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离;
(3)带电体第一次经过C点后,落在水平轨道上的位置到B点的距离。
A
B
D
E
R
O
C
P
图15
第十天:
5.如图所示,单匝矩形线圈abcd放在匀强磁场中,磁场方向沿Z轴正向,磁感强度B=2.0×10-2T,线圈边长ad=6cm,ab=8cm,此线圈可绕ad边转动。当线圈平面与xOy平面重合时,通过线圈的磁通量为 Wb;当线圈平面与xOz平面重合时,通过线圈的磁通量为 Wb;当线圈平面与xOz平面成30°角时,通过线圈的磁通量为 Wb。
6.每个太阳能电池的电动势为0.50V,短路电流为0.04A,求该电池的内阻为多少。现用多个这种太阳能电池串联对标称值为“2.0V,0.04W”的用电器供电,则需要多少个这样的太阳能电池才能使用电器正常工作?
7.如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机绕组的电阻R0=0.5Ω,开关S1始终闭合。当开关S2断开时,电阻R1的电功率是525W;当开关S2闭合时,电阻R1的电功率是336W。求:
(1)电源的内电阻;
(2)当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率。
A
B
D
E
R
O
C
P
图 11
22.如图11所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104 N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.10kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点释放由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点。取g=10m/s2。求:
(1)带电体在圆形轨道C点的速度大小;
(2)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小;
(3)带电体在从A开始运动到落至D点的过程中的最大动能。
2.0m/s NB=6.0N 1.17J
第十一天:
17.如图所示电路中,电源由5个电动势E=2V和内阻r=0.2Ω的相同电池串联组成,定值电阻R0=3Ω。为使可变电阻R获得4W的电功率,应将R的阻值调为多大?
18.当流过电源的电流为2A时,电源对外电路的输出功率为10W。当流过电流为1A时,输出功率为5.5W,求该电源的电动势和内电阻。
B
a
b
6.如图所示,在磁感应强度为5.0×10-2 T的匀强磁场里,有一根长为8 cm与磁场方向垂直放置的通电直导线ab,通电导线ab所受的安培力的大小为1.0×10-2 N,方向垂直纸面指向外,求导线ab中电流的大小和方向。
22.(16分)如图,一个质子和一个α粒子从容器A下方的小孔S,无初速地飘入电势差为U的加速电场。然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向外,MN为磁场的边界。已知质子的电荷量为e,质量为m,α粒子的电荷量为2e,质量为4m。求:
B
U
A
S
M
N
(1)质子进入磁场时的速率v;
(2)质子在磁场中运动的时间t;
(3)质子和α粒子在磁场中运动的
轨道半径之比rH∶rα。
rH∶rα = 1∶
第十二天:
7.如图所示,在倾角为30°的斜面上,放置两条间距L=0.5m的平行金属导轨,将电源和滑动变阻器用导线连接在导轨上,在导轨上横放一根质量m=0.2kg的金属杆ab。电源电动势E=12V,内阻r=0.3Ω,整个装置放置在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在平面向上。若金属杆与导轨间最大静摩擦力Fm=0.6N,欲使杆ab在导轨上保持静止,试求滑动变阻器R的取值范围。(导轨、金属杆及导线的电阻不计,重力加速度g取10m/s2)
23.(18分)如图所示,在距地面一定高度的地方以初速度v0向右水平抛出一个质量为m,带负电,电量为Q的小球,小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离。求:
(1)若在空间加上一竖填方向的匀强电场,使小球的水平距离增加为原来的2保,求此电场场强的大小和方向
(2)若除加上上述匀强电场外,再加上一个与v0方向垂直的水平匀强磁场,使小球抛出后恰好做匀速直线运动,求此匀强磁场感应强度的大小和方向
第十三天:
4.如图所示,一个电子以2.0×106m/s的速度垂直于磁场方向射入磁感应强度为2.5×10-3T的匀强磁场中,电子的质量取9.0×10-31kg,不计电子重力。求:
(1)电子所受洛伦兹力的大小;
(2)电子运动的轨道半径和周期。
23.(18分)如图所示,半径R = 0.8m的四分之一光滑圆弧轨道位于竖直平面内,与长CD = 2.0m的绝缘水平面平滑连接。水平面右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度E = 40N/C,方向竖直向上,磁场的磁感应强度B = 1.0T,方向垂直纸面向外。两个质量均为m = 2.0×10-6kg的小球a和b,a球不带电,b球带q = 1.0×10-6C的正电,并静止于水平面右边缘处。将a球从圆弧轨道顶端由静止释放,运动到D点与b球发生正碰,碰撞时间极短,碰后两球粘合在一起飞入复合场中,最后落在地面上的P点。已知小球a在水平面上运动时所受的摩擦阻力f = 0.1mg, PN =,取g =10m/s2。a、b均可作为质点。求:
B
C
R
D
N
P
E
a
b
(1)小球a与b相碰后瞬间速度的大小v;
(2)水平面离地面的高度h;
(3)从小球a开始释放到落地前瞬间的整个运动过程中,ab系统损失的机械能ΔE。
v = 1.73m/s h = 2=3.46m = 1.48 ×10-4J
第十四天:
6.如图所示,在x轴上方存在磁感强度为B垂直纸面向外的匀强磁场,在x轴下方存在磁感强度为2B垂直纸面向里的匀强磁场,一个带正电的粒子,电量为q质量为m,以速度v从原点O垂直于x轴垂直进入上方匀强磁场中,不计粒子的重力。求:
· · · · ·
· · · · ·
· · · · ·
× × × × ×
× × × × ×
× × × × ×
O
v
x
B
(1)粒子的运动周期;
(2)粒子运动一个周期后在x 轴上的坐标。
× × × × × × × ×
× × × × × × × ×
× × ×
× × × ×
θ
B
7.如图所示,质量为m的带电小物块,所带电荷量为q,放在倾角为θ的光滑绝缘斜面上,整个斜面置于磁感应强度大小为B、方向如图的匀强磁场中。物块由静止开始从斜面顶端下滑,设斜面足够长,物块滑至某一位置将离开斜面,重力加速度为g。
(1)小物块带何种电性?
(2)求物块离开斜面时的速度。
24.(20分)节水喷灌系统已经在我国很多地区使用。某节水喷灌系统如图所示,喷口距离地面的高度h = 1.8m,可将水沿水平方向喷出,并能沿水平方向旋转。喷水的最大速率v0 = 15m/s,每秒喷出水的质量m0 = 4.0kg/s。所用的水是从井下抽取的,井中水面离地面的高度H=1.95m,并一直保持不变。水泵由电动机带动,电动机电枢线圈电阻r = 5.0Ω。电动机正常工作时,电动机的输入电压U = 220V,输入电流I = 4.0A。不计电动机的摩擦损耗,电动机的输出功率等于水泵所需要的最大输入功率。水泵的输出功率与输入功率之比为水泵的抽水效率。计算时g 取10m/s2,π 取 3。
(1)求这个喷灌系统所能喷灌的面积S;
(2)假设系统总是以最大喷水速度工作,求水泵的抽水效率η;
(3)假设系统总是以最大喷水速度工作,在某地区需要用蓄电池将太阳能电池产生的
H
h
v0
电能存储起来供该系统使用,根据以下数据求所需太阳能电池板的最小面积Sm。
太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,
太阳辐射的总功率P0 = 4×1026W,
太阳到地球的距离R = 1.5×1011m,
太阳能电池的能量转化效率约为15%,
蓄电池释放电能的效率约为90%。
243m2 Sm = 6.3 m2
第十五天:
M
N
O
P
l
B
v
5.图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域,最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l ,不计粒子重力,求此粒子的电荷量q与质量m之比。
23.(18分)
利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技术领域有重要的应用。
如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场,A处有一狭缝。离子源产生的离子,经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场,运动到GA边,被相应的收集器收集。整个装置内部为真空。
已知被加速的两种正离子的质量分别是和(>),电荷量均为q。加速电场的电势差为U。离子进入电场时的初速度可以忽略。不计重力,也不考虑离子间的相互作用。
(1)求质量为的离子进入磁场时的速率;
(2)当磁感应强度的大小为B时,求两种离子在GA边落点的间距s;
第十六天:
6.如图所示,半径为r的圆形区域内存在方向垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度为B,现有一电荷量为q、质量为m的带电粒子(不计重力)从A点沿圆形区域的直径射入磁场,粒子射出磁场区域时的方向与入射方向的夹角为θ,求此粒子入射速度的大小。
.
O
v
A
15.(10分)如图所示,在水平匀速运动的传送带的左端(P点),轻放一质量为m=1kg的物块,物块随传送带运动到A点后抛出,物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑。B、D为圆弧的两端点,其连线水平。已知圆弧半径R=1.0m,圆弧对应的圆心角θ=106º,轨道最低点为C,A点距水平面的高度h=0.80m。(g取10m/s2,sin53º=0.8,cos53º=0.6)求:
⑴物块离开A点时水平初速度的大小;
⑵物块经过C点时对轨道压力的大小;
P
A
B
D
C
R
θ
⑶设物块与传送带间的动摩擦因数为0.3,传送带的速度为5m/s,求PA间的距离。
15.⑴3m/s ⑵43N ⑶1.5m
第十七天:
5.如图所示,为质谱仪的原理示意图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场(图中未画出),匀强电场的场强为E,方向水平向右。已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点垂直MN进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为边界方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点。可测量出G、H间的距离为l。带电粒子的重力可忽略不计。求:
(1)粒子从加速电场射出时速度ν的大小;
(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小和方向;
(3)偏转磁场的磁感强度B2的大小。
19.(8分)如图所示,在倾角为的斜面上,固定一宽的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和变阻器。电源电动势E=12V,内阻r=1.0Ω一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感强度B=0.80T、垂直于斜面向上的燕强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的,取g=10m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求:
(1)金属棒所受到的安培力;
(2)通过金属棒的电流;
(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值。
(1)
(2分)
(2分)
第十八天:
6.磁流体发电机的原理如图,等离子体高速从左向右喷射,进入AB两金属板间,两极板间有如图所示方向的匀强磁场。已知磁感应强度B、两极板间距离d和等离子体喷射速度v。
(1)A、B那个是该发电机正极?
(2)求该发电机的电动势。
12.电子自静止开始经M、N板间(两板间的电压为u)的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示。求匀强磁场的磁感应强度B(已知电子的质量为m,电量为e)
24.(20分)
如图(a)所示,在以直角坐标系xOy的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处,以速度v0沿x轴负方向射入磁场,粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处,沿y轴正方向飞出磁场,不计带电粒子所受重力。
图(a)
A
C
v0
x
y
O
B
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
v0
(1)a.粒子带何种电荷;
b.求粒子的荷质比。
y
×
×
C
v0
A
θ
v0
图(b)
x
O
B′
×
×
×
×
×
×
×
×
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(2)若磁场的方向和所在空间的范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,粒子飞出磁场时速度的方向相对于入射方向改变了θ角,如图(b)所示,求磁感应强度B′的大小。
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x
O
B
A
C
v0
O′
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×
v0
24.(20分)
解:(1)a.粒子带负电; (4分)
b.由几何关系可知,粒子的运动轨迹如图,其半径R=r,
洛伦兹力等于向心力,即
得 (6分)
×
θ/2
v0
θ
O″
v0
A
x
y
O
B′
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×
×
(2)粒子的运动轨迹如图,设其半径为R′,洛伦兹力提供向心力,即
又因为
解得 (10分)
第十九天:
13.如图所示,ab,cd为两根相距2 m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,垂直导轨放置的金属棒MN中通以5 A的电流时,棒沿导轨作匀速运动;当棒中电流增加到8 A时,棒能获得2 m/s2的加速度,已知导体棒的质量为1.5 kg,求该匀强磁场磁感强度的大小。
B
M
N
Q
P
v
l
2l
18.(10分)如图所示,用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ,线框每一边的电阻都相等。将线框置于光滑绝缘的水平面上。在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场,磁场边界间的距离为2l,磁感应强度为B。在垂直MN边的水平拉力作用下,线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场。在运动过程中线框平面水平,且MN边与磁场的边界平行。求
(1)线框MN边刚进入磁场时,线框中感应电流的大小;
(2)线框MN边刚进入磁场时,M、N两点间的电压UMN;
(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中,水平拉力对
线框所做的功W。
18.(10分)解:
(1)线框MN边在磁场中运动时,感应电动势 【1分】
线框中的感应电流 【2分】
(2)M、N两点间的电压 【3分】
(3)只有MN边在磁场中时,线框运动的时间 【1分】
此过程线框中产生的焦耳热Q = I 2Rt = 【1分】
只有PQ边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热 Q = 【1分】
根据能量守恒定律得水平外力做功W=2Q= 【1分】
第二十天:
14.如图所示,直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场.正、负电子同时从同一点O以与MN成θ=30°角的同样速度v射入磁场,电子质量为m电荷量为e,不计电子重力。求:
(1)它们的出射点相距多远?
(2)它们射出的时间差是多少?
O
v
M
N
θ
v
B
v0
d
L
22.(16分)两个板长均为L的平板电极,平行正对放置,相距为d,极板之间的电势差为U,板间电场可以认为是均匀的。一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间,到达负极板时恰好落在极板边缘。已知质子电荷为e,质子和中子的质量均视为m,忽略重力和空气阻力的影响,求:
(1)极板间的电场强度E;
(2)α粒子的初速度v0。
22.(16分)
(1)板间场强E= (4分)
(2)α粒子(2e,4m)受电场力F=2eE =
α粒子加速度a==
∵ 类平抛
d=at2
L=v0t
∴ v0= (12分)
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