高中物理電磁學經(jīng)典例題-文庫吧資料
2025-04-10 02:39本頁面
【正文】 動是水平方向作勻速直線運動，豎直方向作簡諧運動。試確定電子在記錄紙上的軌跡形狀，并畫出1秒鐘內所記錄到的圖形。整個裝置放在真空內，電子發(fā)射的初速度不計。3如圖311所示，從陰極K射出的電子經(jīng)U0=5000V的電勢差加速后，沿平行于板面的方向從中央射入兩塊長L1=10cm，間距d=4cm的平行金屬板AB之間。圖302分析與解：(1)帶電小球在沿桿向下運動時，其受力情況如302圖示。當小球脫離桿進入虛線下方后，運動軌跡是半圓，圓半徑為L/3。將一套在桿上的帶正電小球從a端由靜止釋放后，小球先是加速運動，后是勻速運動則達b端。圖3013如圖301所示，虛線上方有場強為E的勻強電場，方向豎直向下，虛線上下有磁感強度相同的勻強磁場，方向垂直紙面向外。當兩板間又加上第2個周期和第3個周期的電壓時，a粒子將重復上述的運動。不計a粒子的重力，求：該粒子能否穿過金屬板間區(qū)域?若不能，打在何處?若能，則需多長時間? (已知a粒子電量q=1019庫，質量m=1027千克) 圖293分析與解：在t=0到t=1104秒時間內，兩板間加有電壓，a粒子受到電場力和洛侖茲力分別為：F=qu/d=q f=qBv=q1034103= 方向豎直向上因F=f，故做勻速直線運動，其位移為：△S=v△t=41031104=在t=1104秒到t=2104秒時間內，兩板間無電場，a粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動，其軌跡半徑為：r=mv/qB=(10274103)/(1019103)=102米＜d/4所以粒子不會與金屬板相碰。圖282設釋放點M的坐標為()，在電場中由靜止加速，則：qEyO=mV2 [1]在勻強磁場中粒子以速率V做勻速圓周運動，有：qBV=mV2/R [2]設n為粒子做勻速圓周運動的次數(shù)(正整數(shù))則：L=n2R，所以R=L/2n [3]解[1][2][3]式得：V=qBL/2mn，所以yO=qB2L2/8n2mE (式中n為正整數(shù))(3)粒子由M運動到N在電場中的加速運動和減速運動的次數(shù)為(2n1)次， 每次加速或減速的時間都相等，設為t1，則：yO=at12=qEt12/m所以t1=圖291粒子在磁場中做勻速圓周運動的半周期為t2，共n次，t2=πm/qB粒子從M點運動到N點共經(jīng)歷的時間為：t=(2n1)t1+nt2=(2n1)BL/2nE+nπm/qB (n=3……)圖2923，103特斯拉，兩板間所加電壓隨時間變化關系如291圖所示。然后再向上做勻加速運動，在X軸上P點進入勻強磁場，做勻速圓運動，經(jīng)半個周期回到X軸上的Q點，進入勻強電場，再在電場力作用下做勻減速運動直到速度為零。(2)粒子在M點受向上電場力，從靜止出發(fā)做勻加速運動。X軸上有一點N(L，0)，要使粒子在y軸上由靜止釋放而能到達N點，問：(1)粒子應帶何種電荷? (2)釋放點M應滿足什么條件? (3)粒子從M點運動到N點經(jīng)歷多長的時間?分析與解：(1) 粒子由靜止釋放一定要先受電場力作用 (磁場對靜止電荷沒有作用力)，所以 M點要在Y軸上。3如圖281所示，X軸上方有勻強磁場B，下方有勻強電場E。③電路中的電流、磁場力和金屬棒的運動之間相互影響制約變化復雜， 解題時抓住每一瞬間存在Fab=3Fcd及終了狀態(tài)時Vab=(1/3)Vcd的關系，用動量定理求解十分方便。注意要點：①明確ab、cd運動速度穩(wěn)定的條件。全過程中系統(tǒng)內機械能轉化為電能再轉化為內能，總能量守恒。試求：(1)ab、cd棒的最終速度，(2)全過程中感應電流產生的焦耳熱。線框通過勻強磁場產生的焦耳熱為多少？(Q=2mgL)（能量守恒）如圖271所示，光滑導軌EF、GH等高平行放置，EG間寬度為FH間寬度的3倍，導軌右側水平且處于豎直向上的勻強磁場中，左側呈弧形升高。為了使線框通過磁場區(qū)域的速度恒定，求線框開始下落時的高度h。
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