(18分)如圖甲所示,兩個(gè)完全相同的平行板電容器PQ和MN,板間距離為d,極板長(zhǎng)為L(zhǎng),極板厚度不計(jì)。將它們置于圖示方向足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,兩電容器極板的左端和右端分別對(duì)齊,兩電容器極板所加電壓值相同。一質(zhì)量為m、電荷量為+q、重力不計(jì)的粒子從極板P、Q間的中軸線O1O2左邊緣的O1點(diǎn),以速度v0沿O1O2勻速穿過電容器PQ,經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后沿極板M、N的中軸線O3O4做勻速直線運(yùn)動(dòng),又經(jīng)過磁場(chǎng)回到O1點(diǎn),如此循環(huán)往復(fù)。不計(jì)電容器之外的電場(chǎng)對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響。求
(1)極板P、Q,M、N間所加電壓的數(shù)值U。
(2)Q板和M板間的距離x。
(3)粒子從O1點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到再次回到O1點(diǎn)所用的時(shí)間。
(4)若撤去電容器上所加的電壓,將原磁場(chǎng)換作按圖乙規(guī)律變化的磁場(chǎng),取垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向。粒子仍從O1點(diǎn)沿O1O2在0時(shí)刻以速度v0進(jìn)入電容器PQ,在時(shí)刻恰好從P板右邊緣水平射出(為未知量)。則B1為多少?
(1)U=B0v0d(2)(3)+(4)
解析試題分析:(1)正電荷受到的電場(chǎng)力與受到的磁場(chǎng)力平衡qE=qv0B1 (1分)
勻強(qiáng)電場(chǎng)中 (1分)
則U=B0v0d (1分)
(2)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) (1分)
則正電荷做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為
x=2r-d (2分)
則 (1分)
(3)由公式T=
得T= (2分)
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t1= T= (1分)
粒子在兩平行板間運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為: t2=2 (1分)
粒子運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t= t1+ t2=+ (1分)
(4)由幾何知識(shí)可知: (3分)
又 (1分)
(2分)
考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,一平行板電容器接在U=12 V的直流電源上,電容C=3.0×10-10 F,兩極板間距離d=1.20×10-3m,取g=10 m/s2,求:
(1)該電容器所帶電量.
(2)若板間有一帶電微粒,其質(zhì)量為m=2.0×10-3 kg,恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài),則該微粒帶電荷量為多少?帶何種電荷?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(12分)將一電荷量為q1=4×10-8C的試探電荷放入點(diǎn)電荷-Q的電場(chǎng)中P點(diǎn),受到的電場(chǎng)力的大小為10-3N,求:
(1)P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向.
(2)如果將q1撤去,再在P點(diǎn)放入另一個(gè)電荷量為q2=-8×10-8C的試探電荷q2,求q2受到的電場(chǎng)力的大小和方向。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖甲所示,質(zhì)量為m、電荷量為e的電子經(jīng)加速電壓U1,加速后,在水平方向沿O1O2垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng).已知形成偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的平行板電容器的極板長(zhǎng)為L(zhǎng)(不考慮電場(chǎng)邊緣效應(yīng)),兩極板間距為d,O1O2為兩極板的中線,P是足夠大的熒光屏,且屏與極板右邊緣的距離也為L(zhǎng).求:
(1)粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度v的大。
(2)若偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩板間加恒定電壓,電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后正好打中屏上的A點(diǎn),A點(diǎn)與極板M在同一水平線上,求偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)所加電壓U2;
(3)若偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩板間的電壓按如圖乙所示作周期性變化,要使電子經(jīng)加速電場(chǎng)后在t=0時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后水平擊中A點(diǎn),試確定偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)電壓U0以及周期T分別應(yīng)該滿足的條件.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,為使帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿直線勻速地由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),必須對(duì)該電荷施加一個(gè)恒力F=1.2×10-4N,如圖所示。若AB=20cm,37°,q=-3×10-7C,A點(diǎn)的電勢(shì)V, (不計(jì)負(fù)電荷的重力,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)B點(diǎn)的電勢(shì);
(2)在圖中用實(shí)線畫出電場(chǎng)線,用虛線畫出通過A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)面,并標(biāo)明它們的電勢(shì);
(3)點(diǎn)電荷q在由A到B的過程中電勢(shì)能的變化量是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用下,在t=0時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng),場(chǎng)強(qiáng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。不計(jì)重力,求在t=0到t=T的時(shí)間間隔內(nèi)
(1)粒子位移的大小和方向;
(2)粒子沿初始電場(chǎng)反方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
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科目:高中物理 來源: 題型:作圖題
(9分)如圖所示,平行板電容器的兩個(gè)極板A、B分別接在電壓為50V的恒定電源上,兩板間距為4cm,電容器帶電荷量為6×10-6C,A極板接地.求
(1)平行板電容器的電容;
(2)平行板兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度;
(3)距B板為3cm的C點(diǎn)的電勢(shì)。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
某興趣小組用如圖所示的電路研究自感現(xiàn)象,圖中A、B是兩個(gè)相同的小燈泡,、是兩個(gè)理想二極管,是自感系數(shù)大、直流電阻明顯小于燈泡電阻的線圈,為保護(hù)電阻.關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象下列說法中不正確的是
A.閉合開關(guān),A、B兩燈同時(shí)亮,隨后逐漸變暗
B.閉合開關(guān),B燈不亮,A燈亮,隨后逐漸變暗
C.閉合開關(guān)穩(wěn)定后斷開開關(guān),A、B兩燈同時(shí)亮,隨后逐漸熄滅
D.閉合開關(guān)穩(wěn)定后斷開開關(guān),B燈不亮,A燈亮,隨后逐漸熄滅
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U,用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電,輸電線路中的電流是I1,其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一想想變壓器,流入用戶端的電流是I2。則( )
A.用戶端的電壓為I1U1/I2 |
B.輸電線上的電壓降為U |
C.理想變壓器的輸入功率為I12r |
D.輸電線路上損失的電功率為I1U |
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