内容正文:
荣县中学校高2026届第四学期入学考试
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律,为人类的科学事业做出了巨大贡献。下列描述中符合物理学史实及物理思想方法的是( )
A. 安培经过多年的潜心钻研发现了电流的磁效应
B. 富兰克林提出了用电场线形象直观的描绘抽象的电场
C. 磁感应强度是用比值法定义的物理量
D. 法拉第受到通电导线和磁体磁场相似性的启发,提出了分子电流假说
2. 某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔,查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪声相位相反的声波,与噪声叠加从而实现降噪的效果。若用简谐横波模拟声波,下图是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则( )
A. 降噪声波与环境噪声的频率不相等
B. 降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音
C. 降噪过程实际上是声波发生了干涉
D. P点经过一个周期传播的距离为一个波长
3. 若用E表示电源电动势,U表示外电压,U'表示内电压,R表示外电路总电阻(外电路为纯电阻电路),r表示内电阻,I表示总电流,观察下列各关系式:①② ③ ④ ⑤ ⑥。上述关系式中成立的是( )
A. ①②③④ B. ②③④⑤ C. ③④⑤⑥ D. ①③⑤⑥
4. 2021年9月3日在北京,香港两地神舟十二号乘组与近300名香港科技工作者、教师和大中学生展开一场别开生面的天地连线互动。天地连线中,聂海胜示范了太空踩单车。太空单车是利用电磁阻尼的一种体育锻炼器材。某同学根据电磁学的相关知识,设计了这样的单车原理图:在铜质轮子的外侧有一些磁铁(与轮子不接触),人在健身时带动轮子转动,磁铁会对轮子产生阻碍,磁铁与轮子间的距离可以改变,则下列说法正确的是( )
A. 轮子受到的阻力大小与其材料电阻率无关
B. 若轮子用绝缘材料替换,也能保证相同的效果
C. 轮子受到的阻力主要来源于铜制轮内产生的感应电流受到的安培力
D. 磁铁与轮子间距离不变时,轮子转速越大,受到的阻力越小
5. 如图所示,L1、L2、L3是完全相同的灯泡,L为直流电阻可忽略的自感线圈,开关S原先接通,L2、L3处于稳定状态.当开关S断开时,下面说法正确的是(电源内阻忽略不计)( )
A. L1闪亮一下后熄灭
B. L2闪亮一下后熄灭
C. L2变暗一下后熄灭
D. L3闪亮一下后恢复原来的亮度
6. 如图所示,由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd,其总电阻为R,现使线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域,整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行.令线框的cd边刚好与磁场左边界重合时t=0,电流沿abcda流动的方向为正,U0=Blv。线框中a、b两点间电势差Uab随线框cd边的位移x变化的图象正确的是( )
A. B. C. D.
7. 某电场沿x轴的电场强度E分布如图中曲线所示,已知曲线关于坐标原点О对称,x轴上a、b两点与О点的距离相等。以下说法正确的是( )
A. a点的电场强度大于b点的电场强度
B. a、b两点的电场强度相同
C. a点的电势大于b点的电势
D. a、b两点的电势相同
二、多选题(本题共3小题,每小题5分,共15分;全部选对得5分,选对但不全得3分)
8. 根据多普勒效应,下列说法正确的是( )
A. 当波源与观察者有相对运动时,观察者接收到的频率一定发生变化
B. 当波源与观察者同向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
C. 当波源与观察者相向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高
D. 当波源与观察者反向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
9. 目前智能手机普遍采用了电容触摸屏。因为工作面上接有高频信号,当用户手指触摸电容触摸屏时,手指和工作面形成一个电容器,控制器精密确定手指位置。对于电容触摸屏,下列说法正确的是( )
A. 电容触摸屏只需要触摸,不需要压力即能产生位置信号
B. 使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作
C. 手指压力变大时,由于手指与屏的夹层工作面距离变小,电容变小
D. 手指与屏的接触面积变大时,电容变大
10. 如图甲所示,真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q,两板间距为d,两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压。在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A,自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0,方向平行于金属板的相同带电粒子,t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场。已知电场变化周期,粒子质量为m,不计粒子重力及相互间的作用力。则( )
A. 在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v0
B. 粒子的电荷量为
C. 在时刻进入的粒子离开电场时在竖直方向的位移大小为
D. 在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场
三、实验题(共15分)
11. 在“探究电磁感应的产生条件”实验中,实物连线后如图1所示。感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示。
(1)接通电源,闭合开关,G表指针会有大的偏转,几秒后G表指针停在中间不动。将滑动变阻器的触头迅速滑动时,G表指针______(填“不动”“偏转”或“不停振动”);迅速抽出铁芯时,G表指针______(填“不动”“偏转”或“不停振动”);
(2)断开开关和电源,将铁芯重新插入内线圈中,把恒定电流改为大小、方向都做周期性变化的电流,其他均不变。接通电源,闭合开关,G表指针______(填“不动”“偏转”或“不停振动”)。
12. 用电流表和电压表测定2节干电池串联组成的电池组的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
(1)实验电路应该选择下图中的________(选填“甲”或“乙”)。
(2)现有电压表()、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电流表()
B.电流表()
C.滑动变阻器()
D.滑动变阻器()
实验中电流表应选用___________;滑动变阻器应选用____________。(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,请在坐标系上标出6组数据的对应点,画出图线____________________________________。
序号
1
2
3
4
5
6
电压
2.80
2.50
2.20
1.90
1.60
1.30
电流
0.12
0.32
0.50
0.68
0.88
1.06
(4)根据(3)中所画图线可得出电池组的电动势___________,内电阻_______。
四、解答题(本题共42分,解答时要求写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤,若只有最后答案而无演算步骤不得分,若用其它方法,只要原理正确,过程清楚,结果无误就应评满分;部分正确则按按分段评分的原则评分)
13. 位于坐标原点O的波源在时开始振动,振动图像如图所示,在均匀介质中产生一列沿x轴正方向传播的简谐波,经0.6s波传播到处的P点。求:
(1)波长及波速v;
(2)请在答题纸上建立坐标系,画出t=0.4s时的波形图。
14. 如图所示,在真空区域内,有宽度为L的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直纸面向里,MN、PQ为磁场的边界。质量为m、带电荷量为-q的粒子,先后两次沿着与MN夹角为θ(0°<θ<90°)的方向垂直于磁感线射入匀强磁场中,第一次粒子是经电压U1加速后射入磁场的,粒子刚好没能从PQ边界射出磁场;第二次粒子是经电压U2加速后射入磁场的,粒子刚好能垂直于PQ射出磁场。(不计粒子重力,粒子加速前的速度认为是零,U1、U2未知)
(1)加速电压U1、U2的比值为多少?
(2)为使粒子经电压U2加速射入磁场后沿直线射出PQ边界,可在磁场区域加一个匀强电场,求该电场的场强。
15. 如图所示为真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度为零),经灯丝与A板间的加速电压加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直,电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为,两板间的距离为d,板长为,板右端到荧光屏的距离为,电子的质量为m,电荷量为e。求:
(1)电子穿过A板时的速度大小;
(2)电子从偏转电场射出时速度偏转角的正切值;
(3)P点到O点的距离H。
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荣县中学校高2026届第四学期入学考试
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律,为人类的科学事业做出了巨大贡献。下列描述中符合物理学史实及物理思想方法的是( )
A. 安培经过多年的潜心钻研发现了电流的磁效应
B. 富兰克林提出了用电场线形象直观的描绘抽象的电场
C. 磁感应强度是用比值法定义的物理量
D. 法拉第受到通电导线和磁体磁场相似性的启发,提出了分子电流假说
【答案】C
【解析】
【详解】A.奥斯特经过多年的潜心钻研发现了电流的磁效应,故A错误;
B.法拉第提出了用电场线形象直观的描绘抽象的电场,故B错误;
C.磁感应强度是用比值法定义的物理量,故C正确;
D.安培提出了分子电流假说,故D错误。
故选C。
2. 某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔,查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪声相位相反的声波,与噪声叠加从而实现降噪的效果。若用简谐横波模拟声波,下图是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则( )
A. 降噪声波与环境噪声的频率不相等
B. 降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音
C. 降噪过程实际上是声波发生了干涉
D. P点经过一个周期传播的距离为一个波长
【答案】C
【解析】
【详解】AC.由图看出,降噪声波与环境声波波长相等,又由于机械波传播的速度由介质决定,可知降噪声波与环境噪声的传播速度相等,则两列波频率相同,叠加时会产生干涉,由于两列声波等幅反相,所以振动减弱,起到降噪作用,故A错误,C正确;
B.降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音,只能消除与降噪声波频率相同的杂音,故B错误;
D.P点并不随波移动,故D错误。
故选C。
3. 若用E表示电源电动势,U表示外电压,U'表示内电压,R表示外电路总电阻(外电路为纯电阻电路),r表示内电阻,I表示总电流,观察下列各关系式:①② ③ ④ ⑤ ⑥。上述关系式中成立的是( )
A. ①②③④ B. ②③④⑤ C. ③④⑤⑥ D. ①③⑤⑥
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】内电压为内阻两端的电压,所以根据欧姆定律可得内电压为,①错误;电源电动势大小等于电路外电压与内电压之和,即,即,②③正确⑥错误;电阻总电阻为R+r,所以电路总电流为,④正确;因为代入④可得,⑤正确。
故选B。
4. 2021年9月3日在北京,香港两地神舟十二号乘组与近300名香港科技工作者、教师和大中学生展开一场别开生面的天地连线互动。天地连线中,聂海胜示范了太空踩单车。太空单车是利用电磁阻尼的一种体育锻炼器材。某同学根据电磁学的相关知识,设计了这样的单车原理图:在铜质轮子的外侧有一些磁铁(与轮子不接触),人在健身时带动轮子转动,磁铁会对轮子产生阻碍,磁铁与轮子间的距离可以改变,则下列说法正确的是( )
A. 轮子受到的阻力大小与其材料电阻率无关
B. 若轮子用绝缘材料替换,也能保证相同的效果
C. 轮子受到的阻力主要来源于铜制轮内产生的感应电流受到的安培力
D. 磁铁与轮子间距离不变时,轮子转速越大,受到的阻力越小
【答案】C
【解析】
【详解】B.轮子(导体)在磁场中做切割磁感线的运动,会产生感应电动势和感应电流,因此不能用绝缘材料替换,B错误;
AC.轮子在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电动势和感应电流,根据楞次定律可知,磁场会对运动的轮子产生阻力,以阻碍轮子与磁场之间的相对运动,所以轮子受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力,安培力大小与电阻率有关,故A错误,C正确;
D.磁铁与轮子间的距离不变时,轮子转速越大,产生的感应电流越大,轮子受到的阻力越大,D错误。
故选C。
5. 如图所示,L1、L2、L3是完全相同的灯泡,L为直流电阻可忽略的自感线圈,开关S原先接通,L2、L3处于稳定状态.当开关S断开时,下面说法正确的是(电源内阻忽略不计)( )
A. L1闪亮一下后熄灭
B. L2闪亮一下后熄灭
C. L2变暗一下后熄灭
D. L3闪亮一下后恢复原来的亮度
【答案】D
【解析】
【详解】A. S接通L1被短路,S断开后L1和L2串联与电源形成回路,L1会发光,故A错误;
BC. L2先是与L3并联在电源两端,S断开后与L1串联,两端电压变小,亮度会降低但不会熄灭,故BC错误;
D. L3由于跟自感线圈串联,开关S原先接通,流经线圈的电流
S断开瞬间线圈跟L3形成串联,由于自感作用会使L3闪亮,待稳定后L3两端电压恢复到原来大小,亮度也恢复到原来的亮度,故D正确;
6. 如图所示,由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd,其总电阻为R,现使线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域,整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行.令线框的cd边刚好与磁场左边界重合时t=0,电流沿abcda流动的方向为正,U0=Blv。线框中a、b两点间电势差Uab随线框cd边的位移x变化的图象正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】因为线框各边电阻均匀,cd边进入磁场后,ab两端电势差
由楞次定律判断出感应电流方向沿逆时针方向,则a的电势高于b的电势,Uab为正;线框全部进入磁场后,线框中虽然感应电流为零,但ab两端仍有电势差,且Uab=U0,由右手定则判断可知,a的电势高于b的电势,Uab为正;cd边穿出磁场后,ab边切割磁感线,相当于电源,其两端电势差等于路端电压,即
由右手定则知,a点的电势始终高于b的电势,Uab为正。
故选B。
7. 某电场沿x轴的电场强度E分布如图中曲线所示,已知曲线关于坐标原点О对称,x轴上a、b两点与О点的距离相等。以下说法正确的是( )
A. a点的电场强度大于b点的电场强度
B. a、b两点的电场强度相同
C. a点的电势大于b点的电势
D. a、b两点的电势相同
【答案】D
【解析】
【详解】AB.a、b两点的电场强度大小相等、方向相反,故a、b两点的电场强度不同,故AB错误;
CD.x轴上О点左侧的电场线方向沿x轴负方向,O点右侧的电场线方向沿x轴正方向,O点与a、b两点的电势差均等于曲线与x轴所围成图形的面积大小,根据对称性可知,a、b两点的电势相同,故C错误,D正确。
故选D。
二、多选题(本题共3小题,每小题5分,共15分;全部选对得5分,选对但不全得3分)
8. 根据多普勒效应,下列说法正确的是( )
A. 当波源与观察者有相对运动时,观察者接收到的频率一定发生变化
B. 当波源与观察者同向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
C. 当波源与观察者相向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高
D. 当波源与观察者反向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
【答案】CD
【解析】
【详解】A.当波源与观察者的相对距离减小时,观察者单位时间内接收到的完整波的个数增多,即观察者接收到的声的频率比波源的频率高;当二者的相对距离增大时,观察者单位时间内接收到的完整波的个数减少,即观察者接收到的声的频率比波源的频率低。当波源与观察者有相对运动,但距离不变时(如圆周运动),则不会出现多普勒效应,A错误;
B.当波源与观察者同向运动时,二者的距离可能增大,也可能减小,也可能不变,B错误;
C.当波源与观察者相向运动时,二者的相对距离减小,,频率变大,C正确;
D.当波源与观察者反向运动时,二者的相对距离增大,频率变小,D正确。
故选CD。
9. 目前智能手机普遍采用了电容触摸屏。因为工作面上接有高频信号,当用户手指触摸电容触摸屏时,手指和工作面形成一个电容器,控制器精密确定手指位置。对于电容触摸屏,下列说法正确的是( )
A. 电容触摸屏只需要触摸,不需要压力即能产生位置信号
B. 使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作
C. 手指压力变大时,由于手指与屏的夹层工作面距离变小,电容变小
D. 手指与屏的接触面积变大时,电容变大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由题干可以看出当用户手指触摸电容触摸屏时,手指和工作面形成一个电容器,因为工作面上接有高频信号,电流通过这个电容器分别从屏的四个角上的电极中流出,且理论上流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例,控制器通过对四个电流比例的精密计算来确定手指位置,因此不需要手指有压力,故A正确;
B.绝缘笔与工作面不能形成一个电容器,所以不能在电容屏上进行触控操作,故B错误;
C.手指压力变大时,由于手指与屏的夹层工作面距离变小,根据可知电容将变大,故C错误;
D.手指与屏的接触面积变大时,,根据可知电容变大,故D正确;
故选AD。
10. 如图甲所示,真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q,两板间距为d,两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压。在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A,自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0,方向平行于金属板的相同带电粒子,t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场。已知电场变化周期,粒子质量为m,不计粒子重力及相互间的作用力。则( )
A. 在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v0
B. 粒子的电荷量为
C. 在时刻进入的粒子离开电场时在竖直方向的位移大小为
D. 在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场
【答案】AD
【解析】
【详解】A.粒子进入电场后,水平方向做匀速直线运动,则t=0时刻进入电场的粒子在电场中运动的时间
竖直方向上的位移恰好为d,则时间内的位移为,粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动,经过一个周期,粒子的竖直速度为零,故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度v0,故A正确;
B.由上述分析知
解得
故B错误;
C.粒子在静电力作用下的加速度大小
时刻进入电场的粒子,离开电场时在竖直方向的位移大小为
故C错误;
D.时刻进入的粒子,在竖直方向先向下加速运动,然后向下减速运动,再向上加速运动,向上减速运动,由对称性可知,此时竖直方向的位移为零,故粒子从P板右侧边缘离开电场,故D正确。
故选AD。
三、实验题(共15分)
11. 在“探究电磁感应的产生条件”实验中,实物连线后如图1所示。感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示。
(1)接通电源,闭合开关,G表指针会有大的偏转,几秒后G表指针停在中间不动。将滑动变阻器的触头迅速滑动时,G表指针______(填“不动”“偏转”或“不停振动”);迅速抽出铁芯时,G表指针______(填“不动”“偏转”或“不停振动”);
(2)断开开关和电源,将铁芯重新插入内线圈中,把恒定电流改为大小、方向都做周期性变化的电流,其他均不变。接通电源,闭合开关,G表指针______(填“不动”“偏转”或“不停振动”)。
【答案】 ①. 偏转 ②. 偏转 ③. 不停振动
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]滑动变阻器触头滑动时,接入电路的电阻变化,电路中电流变化,穿过外线圈的磁通量变化,根据产生感应电流的条件可判断外线圈内有感应电流,故G表指针偏转;
[2]抽出铁芯时,穿过外线圈的磁通量减小,G表指针偏转;
(2)[3]把恒定电流改为大小、方向都做周期性变化的电流后,内线圈中的电流方向不断发生变化,穿过外线圈的磁场方向也不断发生变化,故G表指针不停振动。
12. 用电流表和电压表测定2节干电池串联组成的电池组的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
(1)实验电路应该选择下图中的________(选填“甲”或“乙”)。
(2)现有电压表()、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电流表()
B.电流表()
C.滑动变阻器()
D.滑动变阻器()
实验中电流表应选用___________;滑动变阻器应选用____________。(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,请在坐标系上标出6组数据的对应点,画出图线____________________________________。
序号
1
2
3
4
5
6
电压
2.80
2.50
2.20
1.90
1.60
1.30
电流
0.12
0.32
0.50
0.68
0.88
1.06
(4)根据(3)中所画图线可得出电池组的电动势___________,内电阻_______。
【答案】 ①. 乙 ②. B ③. C ④. ⑤. 3.00(2.96-3.02) ⑥. 1.60(1.58-1.62)
【解析】
【详解】(1)[1]干电池内阻较小,为减小实验误差,相对电源来说,电流表应采用外接法,应选择图乙所示电路图。
(2)[2][3]一节干电池电动势约为1.5V,两节干电池电动势约为3V,电路最大电流为1A左右,电流A量程太小,电流表应选择B;为方便实验操作,应选阻值小的滑动变阻器,故滑动变阻器应选C;
(3)[4]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出电源的U-I图象如图所示:
(4)[5][6]由图示电源U-I图象可知,图象与纵轴交点坐标值是3.0,则电源电动势E=3.00V,斜率表示电源内阻:
。
四、解答题(本题共42分,解答时要求写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤,若只有最后答案而无演算步骤不得分,若用其它方法,只要原理正确,过程清楚,结果无误就应评满分;部分正确则按按分段评分的原则评分)
13. 位于坐标原点O的波源在时开始振动,振动图像如图所示,在均匀介质中产生一列沿x轴正方向传播的简谐波,经0.6s波传播到处的P点。求:
(1)波长及波速v;
(2)请在答题纸上建立坐标系,画出t=0.4s时的波形图。
【答案】(1)1m,2.5m/s
(2)
【解析】
【小问1详解】
该波的波速为
根据图像可知周期为:,则波长为
【小问2详解】
根据振动图像可知波源起振方向向下,经过传播的距离等于一个波长,波形图如图所示
14. 如图所示,在真空区域内,有宽度为L的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直纸面向里,MN、PQ为磁场的边界。质量为m、带电荷量为-q的粒子,先后两次沿着与MN夹角为θ(0°<θ<90°)的方向垂直于磁感线射入匀强磁场中,第一次粒子是经电压U1加速后射入磁场的,粒子刚好没能从PQ边界射出磁场;第二次粒子是经电压U2加速后射入磁场的,粒子刚好能垂直于PQ射出磁场。(不计粒子重力,粒子加速前的速度认为是零,U1、U2未知)
(1)加速电压U1、U2的比值为多少?
(2)为使粒子经电压U2加速射入磁场后沿直线射出PQ边界,可在磁场区域加一个匀强电场,求该电场的场强。
【答案】(1);(2),方向与水平方向成θ角斜向右下方
【解析】
【详解】(1)如图所示,第一次粒子刚好没能从PQ边界射出磁场,表明粒子在磁场中的轨迹刚好与PQ相切,如图中的轨迹1。
设轨迹半径为r1,由几何关系得到
r1+r1cosθ=L
解得
第二次粒子刚好能垂直PQ边界射出磁场,粒子在磁场中的轨迹圆心为图中的O2点,运行轨迹为轨迹2,设轨迹半径为r2,由几何关系得到
根据牛顿第二定律得
在电场中加速有
解得
所以
(2)若加入一个匀强电场后使电场力恰好能平衡洛伦兹力,则粒子将沿直线射出PQ边界,场强方向为垂直速度方向斜向下,设场强大小为E,则
Eq=Bqv2
解得
E=Bv2
由于粒子的轨迹半径
可得
联立可得
方向与水平方向成θ角斜向右下方。
15. 如图所示为真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度为零),经灯丝与A板间的加速电压加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直,电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为,两板间的距离为d,板长为,板右端到荧光屏的距离为,电子的质量为m,电荷量为e。求:
(1)电子穿过A板时的速度大小;
(2)电子从偏转电场射出时速度偏转角的正切值;
(3)P点到O点的距离H。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电子在加速电场中运动,根据动能定理可得
解得
【小问2详解】
电子在偏转场中做类平抛运动,则有
,,
联立解得
则电子从偏转电场射出时速度偏转角的正切值为
【小问3详解】
电子在偏转电场中沿电场方向的侧移量为
电子离开偏转电场到打在荧光屏上的P点,有
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联立解得
则P点到O点的距离为
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