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1、简答题
(1)5s末金属杆的动能;
(2)5s末安培力的功率;
(3)5s内拉力F做的功。
参考答案:(1)72J(2)72W (3)252J
本题解析:(1)5s末:I1=
A,?(1分)
电路中:I1:I2=R2:R1=1:2,?(1分)
干路电流I=3I1=3×2="6A?" (1分)
E=BLv=I(R并+r)?(1分)
金属杆的速度
m/s?(1分)
5s末金属杆的动能
?(1分)
(2)解法一:
FA=BIL = 1.0×6×1 =" 6.0N?" (2分)
5s末安培力的功率PA =FAv = 6.0×12=" 72W?" (3分)
解法二:
P1:P2:Pr =" 1:2:3?" (2分)
PA= 6P1 = 6I12R1 = 72W?(3分)
(3)解法一:
W1 = I12R1t,根据图线,I12t即为图线与时间轴包围的面积?(1分)
又P1:P2:Pr =" 1:2:3?" (1分)
所以WA = 6W1 =
?J?(1分)
由动能定理,得WF-WA=ΔEk?(1分)
5s内拉力F做的功WF =WA+ΔEk = 180+72=" 252J?" (1分)
解法二:
由PA=6I12R1和图线可知,PA正比于t?(1分)
所以WA =
?J?(2分)
由动能定理,得WF-WA =ΔEk?(1分)
5s内拉力F做的功WF =WA+ΔEk = 180+72=" 252J?" (1分)
本题难度:简单
2、选择题 一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中,由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹,两圆半径之比为1:16(?)

A.该原子核发生了
衰变
B.反冲核沿小圆做逆时针方向运动
C.原静止的原子核的原子序数为15
D.沿大回和沿小圆运动的粒子的周期相同
参考答案:BC
本题解析:因反冲核与放射粒子的轨道为内切圆,故放射性粒子应带负电荷,故A错误;由r=
,因反冲核与放射性粒子的动量大小相等,方向相反,故内切圆为反冲核,因反冲核带正电,故其圆做逆时针方向运动,故B正确;由r=
知反冲核的电荷数是放射性粒子的16倍,又因放射粒子为电子,故原核的正电荷数为15,故C正确;由T=
,因
不同,则反冲核与放射粒子运动的周期不同,故D错误。
点评:本题通过衰变过程中动量守恒判断出两粒子动量关系,结合带电粒子在磁场中的圆周运动公式列式求解。
本题难度:一般
3、选择题 如图,圆柱形区域的横截面在没有磁场的情况下,带电粒子(不计重力)以某一未知初速度沿截面直径方向入射吋,穿过此区域的时间为t;若该区域加沿轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为B,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射,粒子飞出此区域时,速度方向偏转了
,根据上述条件可求得的物理量为:

A带电粒子的初速度
B 带电粒子在磁场中运动的半径
C 带电粒子的动量
D 带电粒子在磁场中运动的周期
参考答案:D
本题解析:
分析:在没有磁场时,不计重力的带电粒子以某一初速度沿截面直径方向入射,穿过此区域时粒子做匀速直线运动;在有磁场时,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射,粒子飞出此区域时,粒子做匀速圆周运动.在匀速直线运动中虽不知半径,但可由位移与时间列出与入射速度的关系,再由匀速圆周运动中半径公式可算出粒子的比荷、周期.
解答:解:无磁场时,带电粒子做匀速直线运动,设圆柱形区域磁场的半径为
,则
而有磁场时,带电粒子做匀速圆周运动,由半径公式可得:
由几何关系得,圆磁场半径与圆轨道半径的关系:
由三式联理可得:
设粒子在磁场中的运动时间
,粒子飞出此区域时,速度方向偏转60°角,则由周期公式可得:
由于不知圆磁场的半径,因此带电粒子的运动半径也无法求出,以及初速度无法求.
故选:D
点评:带电粒子仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,洛伦兹力只改变速度的方向不改变速度的大小,洛伦兹力对粒子也不做功.同时当粒子沿半径方向入射,则也一定沿着半径方向出射.
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,质量为m电荷量为q的带电粒子,重力不计,由静止开始经两板间电压为U的加速电场加速,又经磁感应强度为B的匀强磁场偏转后落到图中D点,求:

(1)A、D间的距离
;
(2)粒子在磁场中运动的时间t
参考答案:(1)
(2)
本题解析:(1)设粒子进入磁场的速度为v,偏转半径为r,,则:
?①?(2分)
?②?(2分)
由①②得:
?(1分)
(2)
?(3分)
点评:难度较小,对于带电粒子在磁场中的偏转问题,应根据运动轨迹先找圆心后求半径,运动时间根据圆心角求解
本题难度:简单
5、选择题 如图,在边长
的长方形区域abcd内,有垂直纸面向里的匀强磁场,一束速率不同的电子,从b点沿平行边界bc方向射入磁场中,从a点和d点有电子射出磁场,则从a点和d点射出的电子的速率之比为[ ]


?
参考答案:D
本题解析:

本题难度:简单