内容正文:
高二年级物理学科练习
考生须知:
1、本试题卷共6页,满分100分,考试时间90分钟。
2、答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号。
3、所有答案必须写在答题卷上,写在试卷上无效。
4、考试结束后,只需上交答题卷。
5、可能用到的相关参数:重力加速度取。
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 建立电磁场理论并预言电磁波的物理学家是( )
A. 麦克斯韦 B. 法拉第 C. 赫兹 D. 奥斯特
2. 电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等,电磁波谱如图所示,下列说法正确的是( )
A. 只有高温物体才辐射红外线
B. 紫外线常用于杀菌消毒,长时间照射可能损害人体健康
C. 无线电波的频率比射线的频率大
D. 红光光子的能量比X射线大
3. 某电场如图所示,实线表示电场线,虚线表示等势面,电场中、两点的电场强度大小分别为和,电势分别为和,下列判断正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
4. 三根长直导线垂直纸面固定于等边三角形的三个顶点处,通以大小相等、方向如图所示的电流,为三角形外接圆的圆心。已知导线在点产生的磁感应强度大小为,则三根导线在圆心点产生的磁感应强度大小和方向为( )
A. ,水平向左 B. ,水平向右
C. ,水平向左 D. ,水平向右
5. 某质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 该质点做简谐运动的周期为2s B. 该质点做简谐运动的振幅为10cm
C. t=2s时,质点的回复力最大 D. t=2s时,质点的速度最大
6. 某同学利用图甲所示装置来测量重力加速度。打开手机的磁传感器并放置于O点正下方,将磁性小球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放,手机软件记录的磁感应强度变化曲线如图乙,已知单摆摆长为l,忽略实验环境对磁性小球的影响,则( )
A. 单摆的周期为t0
B. 测量出的重力加速度
C. 小球的摆幅越小,周期越小
D. 小球经过最高点时,绳的拉力最大
7. 在如图所示的电路中,开关闭合且稳定后流过自感线圈的电流是,流过灯泡的电流是,现将开关突然断开,能正确反映流过灯泡的电流在开关断开前后随时间变化关系的图像是( )
A. B. C. D.
8. 如图甲所示,一矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动。线框中产生的感应电动势随时间变化的关系如图乙所示,则( )
A. t=0.01s时,线框的磁通量变化率最大
B. t=0.02s时,线框平面与中性面重合
C. 线框中感应电动势的有效值为311V
D. 线框中感应电动势的频率为100Hz
9. 图为振荡电路某时刻的情况,下列说法正确的是( )
A. 电感线圈中磁场能正在减小 B. 电容器两极板间的电压正在增大
C. 电感线圈中的电流正在增大 D. 此时刻自感电动势正在阻碍电流减小
10. 如图所示,空间内有一垂直纸面方向的匀强磁场(方向未知),一带正电的粒子在空气中运动的轨迹如图所示,由于空气阻力的作用,使得粒子的轨迹不是圆周,假设粒子运动过程中的电荷量不变,则( )
A. 粒子的运动方向为c→b→a,磁场垂直纸面向外
B. 粒子的运动方向为c→b→a,磁场垂直纸面向里
C. 粒子的运动方向为a→b→c,磁场垂直纸面向外
D. 粒子的运动方向为a→b→c,磁场垂直纸面向里
二、选择题II(本题共3小题,每小题4分,共12分,每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 如图所示,两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器,极板N与静电计金属球相连,极板M和静电计的外壳均接地,用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差。在两极板相距为时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中,保持电容器所带的电荷量不变,下面的操作中能使静电计指针张角变大的是( )
A. 仅将M板向上平移
B. 仅增加极板所带的电荷量
C. 仅将M板向右平移
D. 仅在M、N之间插入有机玻璃板
12. 地球静止卫星绕地心做匀速圆周运动,下面的说法中正确的是( )
A. 地球对卫星的引力的冲量总为零
B. 地球对卫星的引力对卫星不做功
C. 地球对卫星的引力的冲量随时间的增大而增大
D. 地球对卫星的引力在一个运行周期内的冲量为零
13. 如图所示,间距为的平行光滑导轨固定在水平面内,在导轨右端接定值电阻,导轨处在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中,质量为的金属棒垂直导轨放置,在水平向左的拉力作用下由静止开始做加速度为的匀加速直线运动,经过时间撤去拉力,金属棒又经过一段位移后停止运动,已知撤去拉力前经过定值电阻的电荷量为,导轨和金属棒电阻忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 撤去拉力后回路产生的热量为
B. 拉力与运动时间成正比
C. 定值电阻的阻值为
D. 拉力做的功为
三、非选择题部分
14. 某实验小组利用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律,滑块P、Q上都固定有遮光条,已知滑块P、Q的质量分别为、(均包括遮光条),两遮光条宽度相同。请回答下列问题
(1)接通气源后,轻推滑块Q使其从轨道最左端向右运动,发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。为使导轨水平,可旋转调节旋钮使轨道左端适当______(选填“升高”或“降低”)。
(2)将滑块Q静止放在两光电门之间,然后将滑块P在圆弧轨道上由静止释放,若滑块P与滑块Q发生碰撞粘合在一起,滑块P经过光电门1、光电门2时,遮光条的挡光时间分别为、。若关系式______成立,则碰撞过程系统动量守恒;
(3)若滑块P与滑块Q发生碰撞,并分离,滑块P先后通过光电门1,遮光条的挡光时间分别为、,滑块Q通过光电门2,遮光条的挡光时间为。若关系式______成立,则验证了碰撞过程系统动量守恒。
15. 若要测量串联干电池的总电动势和总内阻,实验室备有器材:
A.两节干电池;
B.电压表0-3 V-15 V;
C.电流表0-0.6 A-3 A;
D.滑动变阻器(最大值5 Ω);
E.电键及导线若干。
U/V
2.15
2.00
1.80
1.50
I/A
0.33
0.42
0.48
0.56
0.60
(1)完成(a)图的实物连线,将电流表、电压表接入电路________。
(2)某次操作电压表如图(b)所示,电压读数为:______V;
(3)同学将所得数据描入图(c)网格纸中,得出两节串联干电池总电动势:______;总内阻______;(结果保留三位有效数字)
16. 在竖直平面内,存在一个水平向右的匀强电场。一个带负电的小球,从点以初速度水平向右抛出。经过一段时间后,小球运动到点正下方的点。已知带电小球质量为,电荷量为,、两点间的距离为,重力加速度为。求:
(1)小球从运动到的时间;
(2)若带电小球运动到点(图中未画出)时,速度方向竖直向下,求间的距离;
(3)求匀强电场的场强。
17. 光滑水平面上,质量均为的木块A、B并排摆放,A上固定竖直轻杆,杆上点系一长的细线,另一端系质量的球,将拉至细线水平伸直后静止释放,(重力加速度为)
(1)求C下落到最低点的速度大小;
(2)求A、B两木块分离后,C上升的最大高度。(结果保留两位有效数字)
18. 福建舰电磁弹射装置示意图如图所示。光滑水平平行导轨处于竖直向上的匀强磁场中。导体棒EF垂直于导轨放置并与导轨接触良好,其上连接质量为M的滑块,将单刀双掷开关与接线柱1接触,对电容器充电完毕后再将单刀双掷开关与接线柱2接触,导体棒在安培力作用下牵引滑块向右运动。已知电源电动势为E,电容器电容为C,平行导轨间距为L,磁场磁感应强度大小为B,导体棒的质量为m、长为L、电阻为R,忽略滑块和导体棒运动过程中所受的阻力,其它部分阻值不计。求:
(1)导体棒获得的最大加速度大小;
(2)导体棒获得的最大速度大小。
19. 某研究小组设计了如图所示的电场和磁场,在平面(纸面)内,在区间内存在平行轴向下的匀强电场,,在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场(磁场充分大),磁感应强度大小为,,一未知粒子以某一初速度从坐标原点与正方向成角射入,在坐标为的点以速度垂直磁场边界射入磁场,并从坐标点射出磁场。已知整个装置处于真空中,不计粒子重力,。求:
(1)该未知粒子的比荷;
(2)匀强电场电场强度的大小及右边界的值;
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高二年级物理学科练习
考生须知:
1、本试题卷共6页,满分100分,考试时间90分钟。
2、答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号。
3、所有答案必须写在答题卷上,写在试卷上无效。
4、考试结束后,只需上交答题卷。
5、可能用到的相关参数:重力加速度取。
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 建立电磁场理论并预言电磁波的物理学家是( )
A. 麦克斯韦 B. 法拉第 C. 赫兹 D. 奥斯特
【答案】A
【解析】
【详解】建立了电磁场理论并预言了电磁波存在的科学家是麦克斯韦。故选A。
2. 电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等,电磁波谱如图所示,下列说法正确的是( )
A. 只有高温物体才辐射红外线
B. 紫外线常用于杀菌消毒,长时间照射可能损害人体健康
C. 无线电波的频率比射线的频率大
D. 红光光子的能量比X射线大
【答案】B
【解析】
【详解】A.所有的物体都在向外辐射红外线,故A错误;
B.紫外线常用于杀菌消毒,但是长时间照射可能损害人体健康,故B正确;
C.无线电波的频率比γ射线的频率小,故C错误;
D.光子的能量与其频率成正比,红光的频率比X射线小,则红光光子的能量比X射线小,故D错误。
故选B。
3. 某电场如图所示,实线表示电场线,虚线表示等势面,电场中、两点的电场强度大小分别为和,电势分别为和,下列判断正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】等差等势面越密集的地方电场强度越大,点的等差等势面比点的更密集,因此
另沿着电场线的方向电势降低,因此有
故选A。
4. 三根长直导线垂直纸面固定于等边三角形的三个顶点处,通以大小相等、方向如图所示的电流,为三角形外接圆的圆心。已知导线在点产生的磁感应强度大小为,则三根导线在圆心点产生的磁感应强度大小和方向为( )
A. ,水平向左 B. ,水平向右
C. ,水平向左 D. ,水平向右
【答案】C
【解析】
【详解】由于三根导线中电流大小相等,O点到三根导线的间距相等,可知,三根通电导线在O点产生的磁感应强度大小均为,根据安培定则,作出磁感应强度的矢量图如图所示:
根据几何关系可知,相邻磁感应强度方向之间的夹角均为60°,根据矢量叠加可知,三根导线在圆心O点产生的磁感应强度大小为,方向水平向左。
故选C。
5. 某质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 该质点做简谐运动的周期为2s B. 该质点做简谐运动的振幅为10cm
C. t=2s时,质点的回复力最大 D. t=2s时,质点的速度最大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,质点从到完成一次全振动,因此周期为,故A错误;
B.振幅是质点偏离平衡位置的最大距离,由图可知最大位移为,因此振幅为,故B错误;
CD.时质点位移为,处于平衡位置,回复力为;简谐运动中平衡位置处质点速度最大,故C错误,D正确。
故选D。
6. 某同学利用图甲所示装置来测量重力加速度。打开手机的磁传感器并放置于O点正下方,将磁性小球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放,手机软件记录的磁感应强度变化曲线如图乙,已知单摆摆长为l,忽略实验环境对磁性小球的影响,则( )
A. 单摆的周期为t0
B. 测量出的重力加速度
C. 小球的摆幅越小,周期越小
D. 小球经过最高点时,绳的拉力最大
【答案】B
【解析】
【详解】A.在一个周期内小球两次经过最低点,由图乙可知单摆的周期为,故A错误。
B.根据
可得重力加速度大小为,故B正确。
C.由可知单摆的周期大小与单摆的振幅无关,即与小球拉起的幅度无关,故C错误。
D.小球经过最高点时,速度为零,合力方向指向摆动弧线的切线方向,大小为重力在该方向的分力,拉力为重力沿绳子方向的分力,此时拉力最小,故D错误。
故选:B。
7. 在如图所示的电路中,开关闭合且稳定后流过自感线圈的电流是,流过灯泡的电流是,现将开关突然断开,能正确反映流过灯泡的电流在开关断开前后随时间变化关系的图像是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】断开前,流过灯泡电流方向为向右,断开后,自感线圈为了阻碍电流的减小,产生一个同向的自感电动势,所以流过灯泡的电流方向向左,并且在断电瞬间,流过线圈的电流大小保持不变。
故选A。
8. 如图甲所示,一矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动。线框中产生的感应电动势随时间变化的关系如图乙所示,则( )
A. t=0.01s时,线框的磁通量变化率最大
B. t=0.02s时,线框平面与中性面重合
C. 线框中感应电动势的有效值为311V
D. 线框中感应电动势的频率为100Hz
【答案】B
【解析】
【详解】A.t=0.01s时感应电动势为零,此时磁通量变化率为零,故A错误;
B.t=0.02s时感应电动势为零,线框平面与中性面重合,故B正确;
C.线框产生的交变电动势的有效值为
故C错误;
D.由图可知,
则频率
故D错误。
故选B。
9. 图为振荡电路某时刻的情况,下列说法正确的是( )
A. 电感线圈中磁场能正在减小 B. 电容器两极板间的电压正在增大
C. 电感线圈中的电流正在增大 D. 此时刻自感电动势正在阻碍电流减小
【答案】C
【解析】
【详解】题中图示时刻,电容器上极板带正电,电流方向沿线圈向下,则可知电容器正在放电,电流在增大,电容器上的电荷量减小,电容器两极板间的电压正在减小,电场能转化为磁场能,线圈中的感应电动势总是阻碍电流的增大。
故选C。
10. 如图所示,空间内有一垂直纸面方向的匀强磁场(方向未知),一带正电的粒子在空气中运动的轨迹如图所示,由于空气阻力的作用,使得粒子的轨迹不是圆周,假设粒子运动过程中的电荷量不变,则( )
A. 粒子的运动方向为c→b→a,磁场垂直纸面向外
B. 粒子的运动方向为c→b→a,磁场垂直纸面向里
C. 粒子的运动方向为a→b→c,磁场垂直纸面向外
D. 粒子的运动方向为a→b→c,磁场垂直纸面向里
【答案】D
【解析】
【详解】根据,解得
由于空气阻力的作用,粒子速度逐渐减小,则轨迹对应位置的圆周轨道半径逐渐减小,可知,粒子的运动方向为a→b→c,粒子带正电,根据左手定则可知,磁场垂直纸面向里。
故选D。
二、选择题II(本题共3小题,每小题4分,共12分,每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 如图所示,两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器,极板N与静电计金属球相连,极板M和静电计的外壳均接地,用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差。在两极板相距为时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中,保持电容器所带的电荷量不变,下面的操作中能使静电计指针张角变大的是( )
A. 仅将M板向上平移
B. 仅增加极板所带的电荷量
C. 仅将M板向右平移
D. 仅在M、N之间插入有机玻璃板
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据,
解得
若将M板向上平移,则减小极板正对面积,可知,电势差增大,即静电计指针张角变大,故A正确;
B.仅增加极板所带的电荷量,则电势差增大,即静电计指针张角变大,故B正确;
C.仅将M板向右平移,板间距离减小,电势差减小,即静电计指针张角变小,故C错误;
D.仅在M、N之间插入有机玻璃板,介电常数增大,电势差减小,即静电计指针张角变小,故D错误。
故选AB。
12. 地球静止卫星绕地心做匀速圆周运动,下面的说法中正确的是( )
A. 地球对卫星的引力的冲量总为零
B. 地球对卫星的引力对卫星不做功
C. 地球对卫星的引力的冲量随时间的增大而增大
D. 地球对卫星的引力在一个运行周期内的冲量为零
【答案】BD
【解析】
【详解】ACD.因为地球静止卫星绕地心做匀速圆周运动,所以地球对卫星的引力是卫星所受的合外力,则对卫星运动过程由动量定理知
当初末速度不相同时,则地球对卫星的引力的冲量不为零,如卫星绕地球转半个周期的时间内,地球对卫星的引力的冲量为
当卫星绕地球转一个周期的时间内,卫星的初末速度相同,则地球对卫星的引力的冲量为零,故地球对卫星的引力的冲量随时间的增大不一定增大,故AC错误,D正确;
B.又因为地球对卫星的引力始终与卫星的运动速度垂直,则地球对卫星的引力对卫星不做功,故B正确。
故选BD。
13. 如图所示,间距为的平行光滑导轨固定在水平面内,在导轨右端接定值电阻,导轨处在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中,质量为的金属棒垂直导轨放置,在水平向左的拉力作用下由静止开始做加速度为的匀加速直线运动,经过时间撤去拉力,金属棒又经过一段位移后停止运动,已知撤去拉力前经过定值电阻的电荷量为,导轨和金属棒电阻忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 撤去拉力后回路产生的热量为
B. 拉力与运动时间成正比
C. 定值电阻的阻值为
D. 拉力做的功为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.撤去拉力F前,由匀加速直线运动的速度时间关系可得
撤去拉力F后由能量守恒定律可得
故A正确;
B.撤去拉力F前,感应电动势
感应电流
金属棒所受安培力
根据牛顿第二定律有
则有
可知,撤去拉力F前F与运动时间t成一次函数关系,并不成正比,故B错误;
C.撤去拉力F前的过程,感应电动势的平均值
感应电流的平均值
根据电流的定义式有
解得
故C正确;
D.根据动能定理有
又
所以
故D错误。
故选AC。
三、非选择题部分
14. 某实验小组利用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律,滑块P、Q上都固定有遮光条,已知滑块P、Q的质量分别为、(均包括遮光条),两遮光条宽度相同。请回答下列问题
(1)接通气源后,轻推滑块Q使其从轨道最左端向右运动,发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。为使导轨水平,可旋转调节旋钮使轨道左端适当______(选填“升高”或“降低”)。
(2)将滑块Q静止放在两光电门之间,然后将滑块P在圆弧轨道上由静止释放,若滑块P与滑块Q发生碰撞粘合在一起,滑块P经过光电门1、光电门2时,遮光条的挡光时间分别为、。若关系式______成立,则碰撞过程系统动量守恒;
(3)若滑块P与滑块Q发生碰撞,并分离,滑块P先后通过光电门1,遮光条的挡光时间分别为、,滑块Q通过光电门2,遮光条的挡光时间为。若关系式______成立,则验证了碰撞过程系统动量守恒。
【答案】(1)升高 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
轻推滑块Q使其从轨道最左端向右运动,滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间,表明滑块通过光电门1的速度大于通过光电门2的速度,轨道左侧低右侧高,为使导轨水平,可旋转调节旋钮使轨道左端适当升高。
【小问2详解】
根据光电门测速原理可知,碰撞前后的速度,
根据动量守恒定律有
解得
【小问3详解】
滑块P先后通过光电门1,遮光条的挡光时间分别为、,表明碰撞后P发生了反弹,规定向右为正方向,则有,
滑块Q通过光电门2,遮光条的挡光时间为,则有
根据动量守恒定律有
解得
15. 若要测量串联干电池的总电动势和总内阻,实验室备有器材:
A.两节干电池;
B.电压表0-3 V-15 V;
C.电流表0-0.6 A-3 A;
D.滑动变阻器(最大值5 Ω);
E.电键及导线若干。
U/V
2.15
2.00
1.80
1.50
I/A
0.33
0.42
0.48
0.56
0.60
(1)完成(a)图的实物连线,将电流表、电压表接入电路________。
(2)某次操作电压表如图(b)所示,电压读数为:______V;
(3)同学将所得数据描入图(c)网格纸中,得出两节串联干电池总电动势:______;总内阻______;(结果保留三位有效数字)
【答案】(1) (2)1.60##1.61##1.62
(3) ①. 2.90##2.89##2.91 ②. 2.31##2.29##2.30##2.32##2.33
【解析】
【小问1详解】
两节干电池电动势约为3 V,电压表选择0-3 V的量程,根据题意所给测量数据,电流表选择0-0.6 A的量程。电路连接选择电流表外接,实物连接如图所示:
【小问2详解】
电压表选择的是0-3 V量程,该量程下分度值是0.1 V,需要估读到下一位,根据指针位置,读数为:1 V+6×0.1 V=1.60 V。
【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律有:
可知题图c中斜率,截距
代入图中数据得,截距b=2.90
因此。
16. 在竖直平面内,存在一个水平向右的匀强电场。一个带负电的小球,从点以初速度水平向右抛出。经过一段时间后,小球运动到点正下方的点。已知带电小球质量为,电荷量为,、两点间的距离为,重力加速度为。求:
(1)小球从运动到的时间;
(2)若带电小球运动到点(图中未画出)时,速度方向竖直向下,求间的距离;
(3)求匀强电场的场强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【详解】(1)竖直方向,由
解得
(2)根据对称性可知,由运动至所用时间
在点时,竖直方向位移
解得
水平方向位移
所以AC间的距离
(3)水平方向做匀减速直线运动,则
解得
17. 光滑水平面上,质量均为的木块A、B并排摆放,A上固定竖直轻杆,杆上点系一长的细线,另一端系质量的球,将拉至细线水平伸直后静止释放,(重力加速度为)
(1)求C下落到最低点的速度大小;
(2)求A、B两木块分离后,C上升的最大高度。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设C下落到最低点时AB的速度为v,根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得,
【小问2详解】
A、B两木块分离后,对AC根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得
18. 福建舰电磁弹射装置示意图如图所示。光滑水平平行导轨处于竖直向上的匀强磁场中。导体棒EF垂直于导轨放置并与导轨接触良好,其上连接质量为M的滑块,将单刀双掷开关与接线柱1接触,对电容器充电完毕后再将单刀双掷开关与接线柱2接触,导体棒在安培力作用下牵引滑块向右运动。已知电源电动势为E,电容器电容为C,平行导轨间距为L,磁场磁感应强度大小为B,导体棒的质量为m、长为L、电阻为R,忽略滑块和导体棒运动过程中所受的阻力,其它部分阻值不计。求:
(1)导体棒获得的最大加速度大小;
(2)导体棒获得的最大速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
开关接1时电容器充电,充满时的电荷量为
开关接2时,电容器向外放电,0时刻时电路中的瞬时电流为
导体棒EF受到的安培力大小为
所以解得的最大加速度为
【小问2详解】
当导体棒与滑块有最大速度时,导体棒切割磁感线产生的感应电动势与电容器两板间的电压是相等的,设此时的电压为,有
对电容器来说,有
从开关接2到导体棒有最大速度的过程中,对导体棒和滑块列动量定理,有
公式中的
联立以上公式,可解得
19. 某研究小组设计了如图所示的电场和磁场,在平面(纸面)内,在区间内存在平行轴向下的匀强电场,,在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场(磁场充分大),磁感应强度大小为,,一未知粒子以某一初速度从坐标原点与正方向成角射入,在坐标为的点以速度垂直磁场边界射入磁场,并从坐标点射出磁场。已知整个装置处于真空中,不计粒子重力,。求:
(1)该未知粒子的比荷;
(2)匀强电场电场强度的大小及右边界的值;
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
在磁场中,依题意和几何知识知
由得
该未知粒子的比荷
【小问2详解】
粒子在电场中的运动看成反向的类平抛运动,如图所示设运动时间为,离开电场时平行电场方向的分速度为,垂直电场方向
平行电场方向有
且
联立得匀强电场电场强度
右边界
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