1、计算题 如图所示,水平面xx´上竖直放着两根两平行金属板M、N,板间距离为L=1m,两板间接一阻值为2Ω的电阻,在N板上开一小孔Q,在M、N及Q上方有向里匀强磁场B0=1T;在Nx´范围内有一450分界线连接Q和水平面,NQ与分界线间有向外的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场;N、水平面及分界线间有竖直向上的电场;现有一质量为0.2
参考答案:
本题解析:
本题难度:困难
2、填空题 右边两图中电容器的电容都是C=4×10-6F,电感都是L=9×10-4H,左图中电键K先接a,充电结束后将K扳到b;右图中电键K先闭合,稳定后断开。两图中LC回路从振荡开始,经过t=3.14×10-4s,此时刻:C1的上极板正在____电(充电还是放电),带_____电(正电还是负电);L2中的电流方向向____(左还是右),磁场能正在_____(增大还是减小)。
参考答案:充电;正电;向左,增大。
本题解析:
分析:在LC振荡电路中,当电容器在放电过程:电场能在减少,磁场能在增加,回路中电流在增加,电容器上的电量在减少.从能量看:电场能在向磁场能转化;当电容器在充电过程:电场能在增加,磁场能在减小,回路中电流在减小,电容器上电量在增加.从能量看:磁场能在向电场能转化.由振荡电路中的L与C可求出振荡周期.
解:左图中电键K先接a,充电结束后将K扳到b,在LC振荡电路中,当电容器在放电过程:电场能在减少,磁场能在增加,回路中电流在增加,电容器上的电量在减少;当电容器在充电过程:电场能在增加,磁场能在减小,回路中电流在减小,电容器上电量在增加.
由振荡周期公式可得:T=2π
=2π
s=3.77×10-4s
而从振荡开始,经过t=3.14×10-4s,此时刻处于
T到T之间,则C1的正在处于反向充电,所以C1的上极板带正电;
而L2中的反向放电,所以L2中的电流方向向左,且磁场能正在增大.
故答案为:充电;正电;向左,增大。
本题难度:简单
3、计算题 水平面上两根足够长的不光滑金属导轨固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆,金属杆与导轨的电阻不计,磁感应强度方B的匀强磁场方向竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动,当改变恒定拉力F大小时,相对应的匀速运动速度υ大小也会变化,F与υ的关系如图所示.F0、υ0为已知量.求:
小题1:金属杆与导轨间的滑动摩擦力f==?
小题2:当恒定外力为2F0时,杆最终做匀速运动的速度大小?
参考答案:
小题1:
小题2:
本题解析:(1)当恒定外力为F0,金屈杆最后做匀速运动时,设杆中的感应电动势能为El,感应电流为I1,杆受到的安培力为F1,则
……………………①?
…………………………②
……………………③?
…………………④
………………⑤?
………⑥
…………………………………………………………⑦
(2)当恒定外力为2F0时,设金属杆最终做匀速运动的速度为υ,由⑥式同理可得
……………………………………………………⑧
将⑦代入⑧得
………………………⑨
…………………………………………………………⑩
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,两块水平放置、相距为
的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧长度为
的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为
。喷墨打印机的喷口可在两极板左侧上下自由移动,并且从喷口连续不断喷出质量均为
、速度水平且大小相等、带等量电荷的墨滴。调节电源电压至
,使墨滴在电场的左侧区域恰能沿水平方向向右做匀速直线运动。(重力加速度为
)

(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量;
(2)要使墨滴不从两板间射出,求墨滴的入射速率应满足的条件。
参考答案:(1)带负电荷?
?(2)
本题解析:(1)墨滴在电场左侧区域做匀速直线运动,有
?①?
得
?②?
由于电场方向向下,电荷所受电场力向上,可知墨滴带负电荷?
(2)墨滴进入电场、磁场共存区域后,重力与电场力平衡,洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力

?③?
从上极板边缘射进的墨滴最容易从两板间射出,只要这个墨滴没有射出,其他墨滴就都不会射出。若墨滴刚好由极板左侧射出,则
?④?
联立②③④解得
?
同理,墨滴刚好从极板右侧射出,有
?⑤?
解得
?
联立②③④解得
?
要使墨滴不会从两极间射出,速率应该满足?
?
点评:本题解题关键是找到临界状态,然后根据几何关系找到半径,用半径公式进行求解。
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,在直角坐标系的原点O处有一放射源,向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子。在放射源右边有一很薄的挡板,挡板与xoy平面交线的两端M、N与原点O正好构成等腰直角三角形。已知带电粒子的质量为m,带电量为+q,速度为υ,MN的长度为L。

(1)
若在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场,要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到挡板MN上,则电场强度E0的最小值为多大?在电场强度为E0时,打到板上的粒子动能为多大?
(2)若在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场,要使板右侧的MN连线上都有粒子打到,磁场的磁感应强度不能超过多少(用m、υ、q、L表示)?若满足此条件,放射源O向外发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边?
参考答案:


本题解析:略
本题难度:简单