如图甲所示，两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压u，两板间电场可看作是均匀的，且两板外无电场，极板长L=0.2m，板间距离d=... _满分5

如图甲所示，两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压u，两板间电场可看作是均匀的，且两板外无电场，极板长L=0.2m，板间距离d=0.2m，在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场，MN与两板中线OO′垂直，磁感应强度B=5×10^－3T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子的速度v₀=10⁵m/s，比荷q/m=10⁸C/kg，重力忽略不计，在每个粒通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的。Zxxk

说明: 6ec8aac122bd4f6e

⑴ 试求带电粒子射出电场时的最大速度。

⑵ 证明任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在 MN上的出射点间的距离为定值。zxxk

⑶ 从电场射出的带电粒子，进入磁场运动一段时间后又射出磁场。求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间。

答案：

（1）（2）见解析 ⑶ 【解析】（1）设两板间电压为U1时，带电粒子刚好从极板边缘射出电场，则有（2分）代入数据解得U1=100V （1分）在电压低于100V时，带电粒子才能从两板间射出，电压高于100V时，带电粒子打在极板上，不能从两板间射出。粒子刚好从极板边缘射出电场时，速度最大，设最大速度为v1，则有（3分）代入数据解得（1分）（2）设粒子进入磁场时速度方向与OO'的夹角为θ，则速度大小（2分）粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径（2分）zxxk 粒子从磁场中飞出的位置与进入磁场的位置之间的距离（2分）代入数据解得s=0.4m （1分） s与θ无关，即射出电场的任何一个带电粒子进入磁场的入射点与出射点间距离恒为定值。（3）粒子飞出电场进入磁场，在磁场中按逆时针方向做匀速圆周运动。粒子飞出电场时的速度方向与OO'的最大夹角为α ，，α=45° （2分）当粒子从下板边缘飞出电场再进入磁场时，在磁场中运动时间最长，（3分）当粒子从上板边缘飞出电场再进入磁场时，在磁场中运动时间最短，（3分）

推荐试题

如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距l=1m，两轨道之间用R=3Ω的电阻连接，一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆与两轨道垂直，静止放在轨道上，轨道的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图（乙）所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移s=2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离s' 后停下，在滑行s' 的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J。求：

（1）拉力F作用过程中，通过电阻R上电量q；

（2）导体杆运动过程中的最大速度v_m；

（3）拉力F作用过程中，电阻R上产生的焦耳热。

如图（a）所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行。现将一质量m=2kg的小物体以某一初速度放上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图（b）所示，取沿传送带向上为正方向，，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）0—10s内物体位移的大小；

（2）物体与传送带间的动摩擦因数；

（3）0—10s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q。

某同学到实验室做《测电源电动势和内阻》的实验时，发现实验台上有以下器材：待测电源(电动势未知，内阻约为2)；一个阻值未知的电阻R₀；多用电表一只；电压表两只；电流表一只；滑动变阻器一只；开关一个，导线若干。

（1）该同学首先用多用电表粗略测量电源的电压，所用量程为直流2.5伏，则该电表读数为 ▲ V；

（2）为较准确地测量该电源的电动势和内电阻并同时测出定值电阻R₀的阻值，他设计了如图所示的电路。实验时他用U₁、U₂、Ｉ分别表示电表V_１、V₂、A的读数，在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了U₁、U₂、Ｉ的一系列值。并作出下列三幅U---I图线来处理实验数据，从而计算电源电动势、内阻以及定值电阻R₀的值。

其中，可直接算出电源电动势和内电阻的图是 ▲ ，可直接算出定值电阻R₀的图是 ▲ 。

（3）本实验中定值电阻的测量存在误差，造成这一误差的原因是

A．由电压表V₁、V₂分流共同造成 B．由电压表V₁、V₂分流及电流表分压共同造成

C．只由电压表V₂分流造成 D．由电流表、滑动变阻器分压共同造成

某研究性学习小组用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即，但直接测量摆球到达B点的速度v比较困难，现利用平抛的特性来间接地测出v。

如图（a）中，悬点正下方一竖直立柱上放置一个与摆球完全相同的小球（OB等于摆线长），当悬线摆至B处，摆球与小球发生完全弹性碰撞（速度互换），被碰小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度h₁、BM的高度h₂，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律。（已知重力加速度为g，两球的质量均为m。）

（1）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程为 m。

（2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v₀= 。

（3）此实验中，小球从A到B过程重力势能的减少量ΔE_P = ，动能的增加量E_K= ，

若要验证此过程中摆球的机械能守恒，实验数据应满足一个怎样的关系。（用题中的符号表示）

如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R₁和R₂相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R₁和R₂的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F。此时（）

A．电阻R₁消耗的热功率为Fv／3 B．电阻R₁消耗的热功率为 Fv／6

C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ D．整个装置消耗的机械功率为（F＋μmgcosθ）v