高中物理電磁學(xué)經(jīng)典例題-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 的電場(chǎng)力作用，而場(chǎng)強(qiáng) E方向是向下的，所以粒子帶負(fù)電。a粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為：T=2πm/qB=(21027)/(1019103)=104秒則在不加電壓的時(shí)間內(nèi)，a粒子恰好能在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一周。求：帶電小球從 a到b運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功與電場(chǎng)力所做功的比值。圖311分析與解：偏轉(zhuǎn)極板上加恒定電壓 U后，電子在電場(chǎng)中受到恒定的電場(chǎng)力作用，故所加的磁場(chǎng)方向只要使運(yùn)動(dòng)電子所受到的洛侖茲力與電場(chǎng)力等大反向即可。如果取整個(gè)回路為研究對(duì)象，直接將法拉第電磁感應(yīng)定律ε=用于整個(gè)回路上，即可“一次性”求得回路的總電動(dòng)勢(shì)，避開(kāi)超綱總而化綱外為綱內(nèi)。圖312(2)加上交流電壓時(shí)，A、B兩板間場(chǎng)強(qiáng)為：E2=U2/d=1000cos2πt/(4102)=104cos2πt v/m電子飛離金屬板時(shí)的偏距為：y1=at12=(eE2/m)(L1/V0)2電子飛離金屬板時(shí)的豎直速度為：Vy=at1=(eE2/m)(L1/V0)從飛離板到到達(dá)筒的偏距：y2=Vyt2=(eE2/m)(L1/V0)(L2/V0)=(eE2L1L2)/(mV02)所以在紙筒上的落點(diǎn)對(duì)入射方向的總偏距為：(如圖312所示)y=y1+y2=(L1/2+L2)(eE2L1/mV02)=(L1/2+L2)(L1U2/2U0d)圖313 =(10/2+75)102(101000cos2πt)/(250004)= m可見(jiàn)，周期T=2π/ω=1秒而作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。在離金屬板邊緣L2=75cm處放置一個(gè)直徑D=20cm，帶有記錄紙的圓筒。ab是一根長(zhǎng)L的絕緣細(xì)桿，沿電場(chǎng)線放置在虛線上方的場(chǎng)中，b端在虛線上。此后，粒子重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)直到 X軸上的N點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖282所示。圖281④金屬棒所受磁場(chǎng)力是系統(tǒng)的外力，且Fab≠Fcd時(shí)，合力不為零，故系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，只有當(dāng)Lab=Lcd時(shí)，F(xiàn)ab=Fcd，方向相反，其合力為零時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)量才守恒。ab、cd是質(zhì)量均為m的金屬棒，現(xiàn)讓ab從離水平軌道h高處由靜止下滑，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。軌道上放有一根電阻為R0的金屬桿mn，現(xiàn)讓金屬桿mn在平行軌道平面的未知拉力F作用下，從軌道右端以速率V勻速向左端滑動(dòng)，設(shè)滑動(dòng)中金屬桿mn始終與ab、cd兩邊垂直，且與軌道接觸良好。這些離子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)有側(cè)向位移的最小值，即y1。試求：離子擊中熒光屏上的位置的范圍。D. 若把B板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)下落后將穿過(guò)N孔繼續(xù)下落。若保持兩板間的電壓不變，則：A. 若把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)下落仍能返回。圖231圖231(b)2兩平行金屬板相距為d，加上如圖231(b)所示的方波形電壓，電壓的最大值為U0，周期為T(mén)。接著，在下一個(gè)T/2時(shí)間內(nèi)，兩板間沒(méi)有電壓，離子以V速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)，側(cè)向位移為y2，如圖232所示。若不計(jì)電源內(nèi)阻，求：(1)電源的電動(dòng)勢(shì)，(2)小球與極板碰撞后的帶電量。為了使線框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的速度恒定，求線框開(kāi)始下落時(shí)的高度h。注意要點(diǎn)：①明確ab、cd運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定的條件。(2)粒子在M點(diǎn)受向上電場(chǎng)力，從靜止出發(fā)做勻加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)兩板間又加上第2個(gè)周期和第3個(gè)周期的電壓時(shí)，a粒子將重復(fù)上述的運(yùn)動(dòng)。圖302分析與解：(1)帶電小球在沿桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受力情況如302圖示。偏轉(zhuǎn)極板上加上正弦交流電后，板間電場(chǎng)變?yōu)榻蛔冸妶?chǎng)，電子在板間的運(yùn)動(dòng)是水平方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。cd棒勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受摩擦力f方向水平向左，則安培力Fcd方向水平向右，由左手定則可得電流方向從c到d，且有：Fcd = IdB = f I = f /Bd ①取整個(gè)回路abcd為研究對(duì)象，設(shè)回路的總電勢(shì)為ε，由法拉第電磁感應(yīng)定律ε=，根據(jù)B不變，則△φ=B△S，在△t時(shí)間內(nèi)，△φ=B(V1－V2)△td所以：ε=B(V1－V2)△td/△t=B(V1－V2)d
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