文档介绍：无锡市重点中学高三复习会交流资料
电磁场行金属板A和B间的距离为d,现在A、B板上加上如图(b)所示的方波形电压,t=0时A板比B板的电势高,电压的正向值为U0,反向值也为U0,现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束,从AB的中点O以平行于金属板方向OO/的速度v0=射入,所有粒子在AB间的飞行时间均为T,不计重力影响。
(1)求粒子打出电场时位置离O/点的距离范围及对应的速度
U
U0
-U0
O
T
2T
t
(b)
(2)若要使打出电场的粒子经某一圆形区域的匀强磁场偏转后都能通过圆形磁场边界的一个点处,而便于再收集,则磁场区域的最小半径和相应的磁感强度是多大?
A
B
O
O/
(a)
参考解答:(1)当粒子由t=nT时刻进入电场,向下侧移最大;
S1=+-=
当粒子由t=nT+时刻进入电场,向上侧移最大;
S2==
A
B
O
O/
(a)
V0
D
θ
在距离O/中点下方至上方范围内有粒子打出。
打出粒子的速度都是相同的,在沿电场线方向速度大小:vy==,
所以打出速度大小:v===
方向:
(2)要使平行粒子能够交于圆形磁场区域边界且有最小区域时,磁场直径最小值与粒子宽度相等,粒子宽度D=,
粒子在磁场中作圆周运动有,
B=,方向垂直纸面。
E
B<br向左的匀强电场和水平向里的匀强磁场中,有一竖直固定绝缘杆,一个小球套在杆上,已知小球的质量为m,电量为+q,小球与杆间的动摩擦因数为μ,电场强度为E,磁感应强度为B,小球由静止起开始下滑,设电场、磁场区域足够大,杆足够长,求:
(1) 求小球下滑的最大加速度和最大速度。
(2)当下滑加速度为最大加速度一半时的速度。
(3)当下滑速度为最大下滑速度一半时的加速度。
命题方向:考查考生逻辑推理能力、分析综合能力。学生只有沿着正确
的路径推理辨析各物理量隐含的制约关系[包括对结果成立的条件进行
讨论]才能正确解答。
过程分析:因电场力方向与洛伦兹力方向相反,小球先做加速度逐渐增加的加速运动,当加速度达到最大后,又做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为零时,速度达到最大。加速度达到最大之前,加速度可能取最大值的一半,加速度达到最大值后,一定有某一时刻加速度为最大加速度的一半。小球速度(达到最大值前)始终在增大,一定只有某一时刻速度为最大速度的一半,要研究这一时刻是在加速度最大之前还是之后。
图2—1
参考解答:(1)小球刚开始下滑时速度较小,Bqv<Eq受力分析如图2-1所示,由牛顿第二定律得:
mg-μ(Eq-Bqv)=ma ①
当Bqv=Eq时
图2—2
a达最大为am=g
随v的增大,Bqv>Eq,小球受力如图2-2所示.
则:mg-μ(Bqv-Eq)=ma ②
随着v增大,a减小,当a=0时v=vm,由②式
可解得vm=.
(2)将a=am=g分别代入①式和②式解得:
在a达到am之前,当a=g时,速度为v1=
在a达到am后,当a=g时,速度为v2=,其中v1存在是有条件的,只有mg≤2Eqμ时,在a增加阶段才有a=g可能.
(3)设在a达am之前有v=,则由①式解得此时加速度为a=g+,
mg>Eqμ,故a>g,这与题设相矛盾,说明在a=am之前不可能有v=.
显然a<g,才符合题意。
将v=vm代入②式解得a=.<br行金属板A、B长8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,一带正电的粒子电荷量q=10-10C,质量m=10-20kg,沿电场中心线RD垂直电场线飞入电场,初速度υ0=2×106m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后,
PS的右边有一个范围足够大的匀强磁场,磁场垂直纸面向里,磁感应强度B=5/3×10-3T,不计粒子的重力,求:粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远?到达PS界面时离D点多远?粒子进入磁场的深度多大?
若PS右边是固定在O点的点电荷Q形成的电场区域,(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响),已知两界面MN、PS相距为12cm,D是中心线RO与界面PS的交点,
O点在中心线上,距离界面PS为9cm,粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。(静电力常数k = ×109N·m2/C2)确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小。
υ0
R
P
S
L
M
12cm
A
B
N
D
υ0
O
R
P
b
c
S
L
M
12cm
9cm
A
B
N
D
参考解答:
(1)粒子穿过界面M