題目列表(包括答案和解析)
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在一真空室內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)的方向與磁場(chǎng)的方向相同,已知電場(chǎng)強(qiáng)度E=40.0V/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.30T,如圖所示,在真空室內(nèi)建立O—xyz三維直角坐標(biāo)系,其中z軸豎直向上。質(zhì)量m=1.0×10-4Kg、帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以速度v0=100m/s沿+x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度方向與電場(chǎng)、磁場(chǎng)方向垂直,取g=10m/s2。
(1)求質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力與洛倫茲力的大小之比
(2)求帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量
(3)若在質(zhì)點(diǎn)通過(guò)O點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng),求經(jīng)過(guò)t=0.20s時(shí),帶電質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
在一真空室內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)的方向與磁場(chǎng)的方向相同,已知電場(chǎng)強(qiáng)度E=40.0V/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.30T,如圖所示,在真空室內(nèi)建立O—xyz三維直角坐標(biāo)系,其中z軸豎直向上。質(zhì)量m=1.0×10-4Kg、帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以速度v0=100m/s沿+x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度方向與電場(chǎng)、磁場(chǎng)方向垂直,取g=10m/s2。
(1)求質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力與洛倫茲力的大小之比
(2)求帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量
(3)若在質(zhì)點(diǎn)通過(guò)O點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng),求經(jīng)過(guò)t=0.20s時(shí),帶電質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
如圖所示,某一真空室內(nèi)充滿豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E,在豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)xOy,在y<0的空間里有與場(chǎng)強(qiáng)E垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,在y>0的空間內(nèi),將一質(zhì)量為m的帶電液滴(可視為質(zhì)點(diǎn))自由釋放,此液滴則沿y軸的負(fù)方向,以加速度a=2g(g為重力加速度)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí),瞬間被安置在原點(diǎn)的一個(gè)裝置改變了帶電性質(zhì)(液滴所帶電荷量和質(zhì)量均不變),隨后液滴進(jìn)入y<0的空間運(yùn)動(dòng).液滴在y<0的空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中( )
A.重力勢(shì)能一定不斷減小
B.電勢(shì)能一定先減小后增大
C.動(dòng)能不斷增大
D.動(dòng)能保持不變
一、1、B 2、CD 3、BC 4、B 5、AD 6、B 7、B 8、BD
二、實(shí)驗(yàn)題:(18分)將答案填在題目的空白處,或者要畫(huà)圖連線。
9、(6分)(1)104.05 0.520 200(6分)
10、(12分)①見(jiàn)下圖(5分)
②Ⅰ. 毫伏表的讀數(shù)U,電流表的讀數(shù)I(2分)
Ⅱ. 定值電阻R3的阻值(或定值電阻R2、R3的阻值)(2分)
③(A電路)或(B電路)(3分)
三、本大題共三小題共計(jì)54分.解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟.只寫(xiě)出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題.答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位
11、(16分)(1)小車(chē)與墻壁碰撞后向左運(yùn)動(dòng),木塊與小車(chē)間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)將彈簧壓縮至最短時(shí),二者速度相等,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大,此過(guò)程中,二者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,設(shè)彈簧壓縮至最短時(shí),小車(chē)和木塊的速度大小為v,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有
m1v1-m2v0=(m1+m2)v ①(2分)
解得 v=
設(shè)最大的彈性勢(shì)能為EP,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得
EP=m1v12+m2v02-(m1+m2)v2 ③ (2分)
由②③得EP=3.6J ④(2分)
(2)根據(jù)題意,木塊被彈簧彈出后滑到A點(diǎn)左側(cè)某處與小車(chē)具有相同的速度v’ 時(shí),木塊將不會(huì)從小車(chē)上滑落, 此過(guò)程中,二者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,故有v’ =v==
木塊在A點(diǎn)右側(cè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,而在A點(diǎn)左側(cè)相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中將克服摩擦阻力做功,設(shè)此過(guò)程中滑行的最大相對(duì)位移為L(zhǎng),根據(jù)功能關(guān)系有
μm2gL= m1v12+m2v02-(m1+m2)v’2 ⑥(3分)
解得L=
即車(chē)面A點(diǎn)左側(cè)粗糙部分的長(zhǎng)度應(yīng)大于0.90m(2分)
12、(18分)(1) 對(duì)D到M到A到P過(guò)程,由能量守恒得: ……………①(2分)
由已知得: ……………②(2分)
解①②得:x0=4R ……………………③(2分)
(2) 對(duì)D到M到A的過(guò)程由動(dòng)能定理:………④(2分)
對(duì)A點(diǎn)由牛頓定律:
……………⑤(2分)
…………… ⑥(2分)
3)由于5R>X0能到達(dá)P點(diǎn),由動(dòng)能定理
由動(dòng)能定理…………⑦(2分)
從P點(diǎn)到滑行停止
……………⑧(2分)
摩擦生熱
……………………….…⑨(1分)
解⑦⑧⑨得
………………….………⑩(2分)
13、(20分)(1)金屬框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為零
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv1
回路中的電流
金屬框受到的安培力
加速度大小,方向向右 (6分)
(2)當(dāng)金屬框受到的阻力等于安培力時(shí),金屬框以恒定速度v2勻速運(yùn)動(dòng)
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BL(v1-v2)
回路中的電流
金屬框受到的安培力
達(dá)到恒定速度v2時(shí),受力平衡
解得 (8分)
(3)系統(tǒng)消耗磁場(chǎng)能的功率,包括金屬框發(fā)熱功率和克服阻力的功率。即
(3分)
解得 (3分)
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