1.直導(dǎo)線ab放在如圖所示的水平導(dǎo)體框架上,構(gòu)成了一個閉合回路;長直導(dǎo)線cd和框架處在同一個平面內(nèi),且cd和ab平行,當cd中通有電流時,觀察到ab向左滑動.關(guān)于cd中的電流,下列說法正確的是()
A.電流一定增大,方向沿c向d
B.電流一定增大,方向沿d向c
C.電流一定減小,方向可能由d向c
D.電流大小恒定,方向由d到c
2.質(zhì)量和電量都相等的帶電粒子M和N,以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場,運行的半圓軌跡如圖中虛線所示.下列表述正確的是()
A.M帶負電,N帶正電B.M的速率小于N的速率C.洛倫茲力對MN做正功D.M的運行時間大于N的運行時間3.如圖所示,為一圓形區(qū)域的勻強磁場,在O點處有一放射源,沿半徑方向射出速度為v的不同帶電粒子,其中帶電粒子1從A點飛出磁場,帶電粒子2從B點飛出磁場,不考慮帶電粒子的重力,則()
A.帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷比值為1:3B.帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷比值為:1C.帶電粒子1與帶電粒子2在磁場中運動時間比值為2:1D.帶電粒子1與帶電粒子2在磁場中運動時間比值為2:34.如圖所示,兩根長直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中,O為M、N連線中點,連線上a、b兩點關(guān)于O點對稱.導(dǎo)線均通有大小相等、方向向上的電流.已知長直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度,式中k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中電流、r為點到導(dǎo)線的距離.一帶正電的小球以初速度v0從a點出發(fā)沿連線運動到b點.關(guān)于上述過程,下列說法正確的是()
A.小球先做加速運動后做減速運動
B.小球一直做勻速直線運動
C.小球?qū)ψ烂娴膲毫ο葴p小后增大
D.小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃?/p>
5.如圖所示是一個水平放置的玻璃圓環(huán)型小槽,槽內(nèi)光滑,槽的寬度和深度處處相同,現(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶正電小球放在槽中,讓它受絕緣棒打擊后獲得一初速度v0,與此同時,有一變化的磁場垂直穿過玻璃圓環(huán)型小槽外徑所對應(yīng)的圓面積,磁感應(yīng)強度的大小跟時間成正比,其方向豎直向下,設(shè)小球在運動過程中電荷量不變,那么()
A.小球受到的向心力大小不變
B.小球受到的向心力大小不斷增加
C.洛倫茲力對小球做了正功
D.小球受到的磁場力逐漸變大
1.一個負電荷由A點射入電場,只在電場力作用下減速運動到B點,由此可知()
A.電場力對電荷做正功B.電荷的電勢能越來越小C.電場力對電荷做負功D.電荷的電勢能和動能的總量在減小2.用塑料梳子梳頭時,塑料梳子和頭發(fā)都會帶電,其原因是()
A.摩擦創(chuàng)造了電荷B.靜電感應(yīng)創(chuàng)造了電荷C.電子在梳子和頭發(fā)之間發(fā)生了轉(zhuǎn)移D.質(zhì)子在梳子和頭發(fā)之間發(fā)生了轉(zhuǎn)移3.電場線分布如圖所示,電場中a,b兩點的電場強度大小分別為已知Ea和Eb,電勢分別為φa和φb,則()
A.Ea>Eb,φa>φbB.Ea>Eb,φa<φbC.EaφbD.Ea
A.小球的機械能與彈簧的彈性勢能之和保持不變
B.小球重力勢能的減少量等于小球電勢能的增加
C.彈簧彈性勢能的減少量等于小球動能的增加量ɛ
D.小球動能的增加量等于電場力和重力做功的代數(shù)和
5.如圖所示,以O(shè)點為圓心,以R=0.20m為半徑的圓與坐標軸交點分別為a、b、c、d,該圓所在平面內(nèi)有一勻強電場,場強方向與x軸正方向成θ=60°角,已知a、b、c三點的電勢分別為V、4V、﹣V,則下列說法正確的是()
A.該勻強電場的場強E=40V/mB.該勻強電場的場強E=80V/mC.d點的電勢為﹣VD.d點的電勢為﹣4V
二、實驗題(本題共2道小題)7.美國物理學(xué)家密立根通過如圖所示的實驗裝置,最先測出了電子的電荷量,被稱為密立根油滴實驗。如圖,兩塊水平放置的金屬板A、B分別與電源的正負極相連接,板間產(chǎn)生勻強電場,方向豎直向下,圖中油滴由于帶負電懸浮在兩板間保持靜止。
(1)若要測出該油滴的電荷量,需要測出的物理量有__________。
A.油滴質(zhì)量mB.兩板間的電壓U
C.兩板間的距離dD.兩板的長度L
(2)用所選擇的物理量表示出該油滴的電荷量q=________(已知重力加速度為g)
(3)在進行了幾百次的測量以后,密立根發(fā)現(xiàn)油滴所帶的電荷量雖不同,但都是某個最小電荷量的整數(shù)倍,這個最小電荷量被認為是元電荷,其值為e=__________C。
8.如圖所示,水平放置的平行板電容器,原來AB兩板不帶電,B極板接地,它的極板長L=0.1m,兩板間距離d=0.4cm,現(xiàn)有一微粒質(zhì)量m=2.0×10-6kg,帶電量q=+1.0×10-8C,以一定初速度從兩板中央平行于極板射入,由于重力作用微粒恰好能落到A板上中點O處,取g=10m/s2.試求:
(1)帶電粒子入射初速度的大小;
(2)現(xiàn)使電容器帶上電荷,使帶電微粒能從平行板電容器的右側(cè)射出,則帶電后A板的電勢范圍為多少?
三、計算題(本題共3道小題)9.如圖所示,等邊三角形AQC的邊長為2L,P、D分別為AQ、AC的中點.水平線QC以下是向左的勻強電場,區(qū)域Ⅰ(梯形PQCD)內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B0;區(qū)域Ⅱ(三角形APD)內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里,區(qū)域(虛線PD之上、三角形APD以外)的磁場與區(qū)域Ⅱ內(nèi)大小相等、方向相反.帶正電的粒子從Q點正下方、距離Q點為L的O點以某一速度射入電場,在電場作用下以速度v0垂直QC到達該邊中點N,經(jīng)區(qū)域Ⅰ再從P點垂直AQ射入?yún)^(qū)域Ⅲ(粒子重力忽略不計)
(1)求該粒子的比荷;
(2)求該粒子從O點運動到N點的時間t1和勻強電場的電場強度E;
(3)若區(qū)域Ⅱ和區(qū)域Ⅲ內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度大小為3B0,則粒子經(jīng)過一系列運動后會返回至O點,求粒子從N點出發(fā)再回到N點的運動過程所需的時間t.
10.如圖,坐標系xOy在豎直平面內(nèi),第一象限內(nèi)分布勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直紙面向外;第二象限內(nèi)分布著沿x軸正方向的水平勻強電場,場強大小,質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子從A點由靜止釋放,A點坐標為(﹣L,),在靜電力的作用下以一定速度進入磁場,最后落在x軸上的P點.不計粒子的重力.求:
(1)帶電粒子進入磁場時速度v的大小.
(2)P點與O點之間的距離.
11.如圖甲所示,水平軌道光滑,小球質(zhì)量為m,帶電荷量為+q,可看做質(zhì)點,空問存在不斷變化的電場和磁場,磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,磁感應(yīng)強度的大小B=,方向垂直紙面向里.電場強度在第1s、3s、5s、…內(nèi)方向水平向右,大小為E=,在第2s、4s、6s、…內(nèi)方向豎直向上,大小也為E=.小球從零時刻開始在A點由靜止釋放,求:
(l)t=l.5s時,小球與A點的直線距離大小;
(2)在A點前方軌道正上方高度為h=位置有圓環(huán)水平放置,若帶電小球恰好可以從圓環(huán)中心豎直穿過,求圓環(huán)中心與A點的水平距離大小.
試卷答案
1.解:因只在電場力作用下減速運動到B點,則電場力做負功,電勢能增加,動能減小,總能量守恒,則C正確
故選:C
2.解:用塑料梳子梳頭發(fā)時,塑料梳子與頭發(fā)相互摩擦,發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移,從而使梳子和頭發(fā)分別帶上異種電荷,而互相吸引;
故選:C
3.解:根據(jù)電場線疏密表示電場強度大小,Eaφb,故ABD錯誤,C正確.
故選C
4.:解:A、由于有電場做功,故小球的機械能不守恒,小球的機械能與彈簧的彈性勢能之和是改變的,故A錯誤.
B、由題意,小球受到的電場力等于重力.在小球運動的過程中,電場力做功等于重力做功,小球從M運動到N過程中,出現(xiàn)的是重力勢能減小轉(zhuǎn)化為電勢能和動能,故B錯誤;
C、釋放后小球從M運動到N過程中,彈性勢能并沒變,一直是0,故C錯誤.
D、由動能定律可得重力和電場力做功,小球動能增加,小球動能的增加量等于電場力和重力做功的代數(shù)和,故D正確.
故選:D.
5.解:由題意得,a、c間的電勢差為:Uac=φa﹣φc=4V﹣(﹣4V)=8V;
a、c兩點沿電場強度方向的距離為:d=2Rsinθ=2×0.2×m=m;
故該勻強電場的場強:E==V/m=40V/m;
根據(jù)勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系式U=Ed,相等距離,電勢差相等,因為φa=4V,φc=﹣4V,可知,O點電勢為0,而dO=Oa,則a、O間的電勢差等于O、a間的電勢差,可知,d點的電勢為﹣4V,故ABC錯誤,D正確;
故選:D.
6.解:A、將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離,由于電容器兩板間電壓不變,根據(jù)E=得知板間場強減小,油滴所受的電場力減小,則油滴將向下運動.故A錯誤.
B、板間場強E減小,而P點與上極板間的距離不變,則由公式U=Ed分析可知,P點與上極板間電勢差將減小,而P點的電勢低于上極板的電勢,則知P點的電勢將升高.故B正確.
C、由帶電油滴原來處于平衡狀態(tài)可知,油滴帶負電,P點的電勢升高,則油滴的電勢能將減小.故C錯誤.
D、根據(jù)電容的定義式C=,電容器與電源保持相連,則U不變,當C減小,則Q也減小.故D錯誤.
故選:B.
7.(1)ABC。(2)。(3)1.6×10-19C
8.:(1)電容器不帶電時,微粒做平拋運動,設(shè)初速度為v0,則有:,,聯(lián)立兩式得:,代入數(shù)據(jù)得:v0=2.5m/s。(4分)
(2)若使微粒能從電容器右側(cè)射出,則要求A板的電勢大于0,且B板接地電勢等于0,則有,A板電勢最小時,微粒剛好從A板右側(cè)邊緣射出,則有:,,且:,聯(lián)立以上各式V。(3分)
A板電勢時,微粒剛好從B板右側(cè)邊緣射出,則有:,且有a2=a1,代入數(shù)據(jù)解得:V,綜上可得:6V≤≤10V。(3分)
9.解:(1)由題意可知,粒子在區(qū)域Ⅰ內(nèi)做勻速圓周運動,軌道半徑為:r1=L;
由牛頓第二定律和洛倫茲力表達式得到:
qvB=m
解得:
;
(2)粒子從O點到N點過程中,豎直向上做速度為v0的勻速直線運動,則:
t1=
水平向右做末速度為零的勻減速直線運動,則:
L=
由牛頓第二定律得:
QE=ma
解得:
E=2B0v0;