题目
题型:不详难度:来源:
如图所示,半径为r的金属圆环置于水平面内,三条电阻均为R的导体杆Oa、Ob和Oc互成120°连接在圆心O和圆环上,圆环绕经过圆心O的竖直金属转轴以大小为ω的角速度按图中箭头方向匀速转动.一方向竖直向下的匀强磁场区与圆环所在平面相交,相交区域为一如图虚线所示的正方形(其一个顶点位于O处).C为平行板电容器,通过固定的电刷P和Q接在圆环和金属转轴上,电容器极板长为l,两极板的间距为d.有一细电子束沿两极板间的中线以大小为v0(v0>
)的初速度连续不断地射入C.
(1)射入的电子发生偏转时是向上偏转还是向下偏转?
(2)已知电子电量为e,质量为m.忽略圆环的电阻、电容器的充电放电时间及电子所受的重力和阻力.欲使射入的电子全部都能通过C所在区域,匀强磁场的磁感应强度B应满足什么条件?
2ωl |
π |
(1)射入的电子发生偏转时是向上偏转还是向下偏转?
(2)已知电子电量为e,质量为m.忽略圆环的电阻、电容器的充电放电时间及电子所受的重力和阻力.欲使射入的电子全部都能通过C所在区域,匀强磁场的磁感应强度B应满足什么条件?
答案
(1)根据右手定则判断可知,三个导体杆产生的感应电动势都指向O点,O点相当于电源的正极,则电容器上板电势高于下板电势,电场方向向下,故射入的电子发生偏转时是向上偏转. ①
(2)当导体杆处于磁场中时,感应电动势 E=Br
②
导体杆转动的平均速度
=
r?ω
所以,E=
Br2ω ③
此时,磁场中导体杆的电阻为内电阻,其余的电阻为外电阻,电容器的电压 U=
E=
E④
射入的电子在两极板间运动 l=v0t⑤
因为v0>
,所以t<
⑥
而
就是每条导体杆在磁场中运动的时间,因此有部分电子在两极板间运动的时间内,极板间的电场始终存在,这部分电子在极板间的偏转量最大.
设电子恰好能离开通过C,有
=
at2⑦
而 a=
⑧
由以上各式得 B=
⑨
磁感强度B应满足的条件是 B<
⑩
答:
(1)射入的电子发生偏转时向上偏转.
(2)欲使射入的电子全部都能通过C所在区域,匀强磁场的磁感应强度B应满足的条件是:B<
.
(2)当导体杆处于磁场中时,感应电动势 E=Br
. |
v |
导体杆转动的平均速度
. |
v |
1 |
2 |
所以,E=
1 |
2 |
此时,磁场中导体杆的电阻为内电阻,其余的电阻为外电阻,电容器的电压 U=
R/2 |
R+R/2 |
1 |
3 |
射入的电子在两极板间运动 l=v0t⑤
因为v0>
2ωl |
π |
π |
2ω |
而
π |
2ω |
设电子恰好能离开通过C,有
d |
2 |
1 |
2 |
而 a=
eU |
md |
由以上各式得 B=
6m
| ||
eωr2l2 |
磁感强度B应满足的条件是 B<
6m
| ||
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答:
(1)射入的电子发生偏转时向上偏转.
(2)欲使射入的电子全部都能通过C所在区域,匀强磁场的磁感应强度B应满足的条件是:B<
6m
| ||
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核心考点
试题【如图所示,半径为r的金属圆环置于水平面内,三条电阻均为R的导体杆Oa、Ob和Oc互成120°连接在圆心O和圆环上,圆环绕经过圆心O的竖直金属转轴以大小为ω的角速】;主要考察你对动能定理及应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成,将其放在光滑的水平面上,质量为m的子弹水平射向滑块,若射击上层,则子弹刚好不穿出,若射击下层,则子弹整个儿刚好嵌入,如图甲、乙所示,则上述两种情况相比较,下列说法正确的是( )
A.两次子弹对滑块做的功一样多 |
B.子弹嵌入下层过程中对滑块做的功多 |
C.两次滑块所受的冲量一样多 |
D.子弹击中上层过程中系统产生的热量多 |
如图所示,在水平方向的匀强电场(场强为E)中,在水平光滑桌面上有一半径为R的圆,O为圆心,AOB为一直径.现将一带正电q的微粒,以相同的动能从A点沿桌面射出,因射出方向不同,微粒将通过圆上的不同点,其中到达C点时微粒的动能最大.已知∠BAC=37°,则电场方向与AC的夹角θ=______;若微粒从A点沿与电场垂直方向射出,微粒恰能通过C点,则射出时的初动能为______.
如图所示,空间存在匀强电场,方向竖直向下,从绝缘斜面上的M点沿水平方向抛出一带电小球,最后小球落在斜面上的N点.已知小球的质量为m、初速度大小为v0、斜面倾角为θ,电场强度大小未知.则下列说法中正确的是( )
A.可以确定小球一定带正电荷 |
B.可以求出小球落到N点时的速度 |
C.可以求出小球到达N点过程中其重力所做的功 |
D.可以求出小球到达N点所用的时间 |
如图所示,F为荧光屏.在A和B两极板间的加速电压为U1,在两水平放置的平行板C、D间加有偏转电压U2,CD两板距离为d,板长为L.现分别有质子和α粒子(氦核)由静止从A板中心点出发,经加速后以水平速度从C、D板间正中央进入,不计粒子的重力,则
(1)如果质子和α粒子都能打在荧光屏F上,那它们能打到F的同一位置吗?证明你的结论;
(2)要使质子和α粒子都能打在荧光屏F上,U2/U1应满足什么条件?
(1)如果质子和α粒子都能打在荧光屏F上,那它们能打到F的同一位置吗?证明你的结论;
(2)要使质子和α粒子都能打在荧光屏F上,U2/U1应满足什么条件?
质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可能( )
A.一直增大 |
B.先逐渐减小至零,再逐渐增大 |
C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小 |
D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大 |
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