泉港一中2023-2024学年上学期第二次月考试卷 (答案)
一、单选题
1.下列选项对公式认识正确的是( )
A.公式,只适用于真空中点电荷产生的电场
B.公式,只适用于纯电阻电路的电热的计算
C.由电动势公式可知,电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能,非静电力做功本领越强的电源,电动势越大
D.由公式可知,磁感应强度与电流元所受磁场力大小成正比
【答案】C
【详解】A.是电场强度的定义式,适用于任何电场,A错误;
B.公式,适用于所有电路电热的计算,B错误;
C.电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能,电动势物理意义是描述非静电力做功本领,非静电力做功本领越强的电源,电动势越大,C正确;
D.公式利用的是比值定义法,磁感应强度与电流元及所受电场力无关,由磁场本身的性质决定,故D错误。
故选C。
2.利用智能手机中的传感器和相关软件可测量磁感应强度。如图所示,在水平放置的手机上建立三维坐标系,手机显示屏所在平面为面,竖直向上为轴正方向,测得Bx=0μT、By=28μT、Bz=-21μT,手机显示屏的面积约为,根据测量数据可知( )
A.测量地点位于赤道位置
B.通过手机显示屏的磁通量约为
C.通过手机显示屏的磁通量为
D.通过手机显示屏的磁通量为
【答案】D
【详解】A.由于Bz=-21μT,表明磁感应强度竖直方向上的分量不为零,而赤道上的地磁场方向沿水平方向,竖直方向上的分量为零,可知测量地点不是赤道位置,故A错误;
BCD.根据磁通量的定义可知,通过手机显示屏的磁通量约为
故BC错误,D正确。
故选D。
3.如图所示,质量为m,通电电流为I的金属棒ab置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与宽为L的水平导轨平面夹角为θ,金属棒ab处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.金属棒受到的安培力大小为BILsinθ
B.金属棒受到的支持力大小为BILcosθ
C.若只减小夹角θ,金属棒受到的摩擦力将减小
D.若只改变电流方向,金属棒对导轨的压力将减小
【答案】C
【详解】A.由图可知,金属棒ab与磁感应强度方向垂直,则金属棒受到的安培力大小为
故A错误;
B.对金属棒受力分析,如下图所示
根据平衡条件有
可得,金属棒受到的支持力大小为
故B错误;
C.根据平衡条件有
则若只减小夹角θ,金属棒受到的摩擦力将减小,故C正确;
D.若只改变电流方向,则对金属棒受力分析,如下图所示
根据平衡条件可得,金属棒受到的支持力为
则金属棒对导轨的压力将增大,故D错误。
故选C。
4.如图所示,一质量为、带正电的液滴,在水平向右的匀强电场中运动,运动轨迹在竖直平面内,A、B为其运动轨迹上的两点,已知该液滴在A点的速度大小为,方向与竖直方向的夹角为;它运动到B点时速度大小仍为,方向与竖直方向的夹角为,则液滴从A运动到B的过程( )
A.合力做功为 B.重力势能增加
C.电势能减少 D.机械能减少
【答案】C
【详解】A.液滴的动能增加量为零,故合力做功为零,选项A错误;
B.液滴重力势能增加量为
将液滴的运动分解,竖直方向做加速度为的匀减速运动,则
则
选项B错误;
C.电场力对液滴做正功,电场力做的功
液滴在水平方向做匀加速直线运动
则电场力做功为
液滴的电势能减少,选项C正确;
D.液滴的机械能增加量等于动能增加量和重力势能增加量之和,故增加了,选项D错误。
故选C。
二、多选题
5.如图,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则( )
A.V的读数变大,A的读数变小 B.V的读数变大,A的读数变大
C.V的读数变小,A的读数变小 D.V的读数变小,A的读数变大
【答案】B
【详解】S断开,相当于电阻变大,则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小,故路端电压增大,V的读数变大;
把R1归为内阻,内电压减小,故R3中的电压增大,由欧姆定律可知R3中的电流也增大,电流表示数增大,
A.分析得V的读数变大,A的读数变大,故A错误;
B.分析得V的读数变大,A的读数变大,故B正确;
C.分析得V的读数变大,A的读数变大,故C错误;
D.分析得V的读数变大,A的读数变大,故D错误;
6.某静电场中x轴上各点电势的分布图如图所示,一个质量为m、电荷量绝对值为q的带电粒子从坐标处以初速度沿x轴负方向出发,带电粒子仅在静电力作用下恰好在区间内往返运动,则下列说法正确的是( )
A.粒子带正电或负电都可以
B.粒子从运动到的过程中,加速度先减小后增大
C.粒子从运动到的过程中,电场力先做负功后做正功
D.位置的电势
【答案】BD
【详解】A.沿电场线方向电势降低,故电场线方向从 指向两侧,带电粒子仅在静电力作用下恰好在区间内往返运动,带电粒子从坐标处以初速度沿x轴负方向出发,因此做减速运动,电场力方向与电场方向相反,故粒子带负电,故A错误;
B. 图像中斜率表示场强,粒子从运动到的过程中,场强先减小后增大,电场力先减小后增大,故加速度先减小后增大,故B正确;
C.带电粒子仅在静电力作用下恰好在区间内往返运动,因此粒子从运动到的过程中,先加速后减速,故电场力先做正功后做负功,故C错误;
D.根据能量守恒可知
解得
故D正确。
故选BD。
7.如图所示,一根足够长的光滑绝缘杆MN,与水平面的夹角为37°,固定在竖直平面内,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场充满杆所在的空间,杆与磁场方向垂直。质量为m的带电小环沿杆下滑到图中的P处时,对杆有垂直杆向下的压力作用,压力大小为。已知小环的电荷量为,重力加速度大小为,,下列说法正确的是( )
A.小环带正电
B.小环滑到P处时的速度大小
C.当小环的速度大小为时,小环对杆没有压力
D.当小环与杆之间没有正压力时,小环到P的距离
【答案】BCD
【详解】A.根据题意,假如没有磁场,由平衡条件及牛顿第三定律可知,小环对杆的压力大小为
然而此时小环对杆的压力大小为0.4mg,说明小环受到垂直杆向上的洛伦兹力作用,根据左手定则可知,小环带负电,故A错误;
B.设小环滑到P处时的速度大小为vp,在P处,小环的受力如图所示,
根据平衡条件得
由牛顿第三定律得,杆对小环的支持力大小=0.4mg,联立解得
故B正确;
CD.在小环由P处下滑到处的过程中,对杆没有压力,此时小环的速度大小为v',则在P'处,小环的受力如图所示
由平衡条件得
变形解得
在小环由P处滑到P'处的过程中,由动能定理得
代入解得
故CD正确;
故选BCD。
8.如图所示,为两个小灯泡、的伏安特性曲线,将这两个小灯泡并联后,接在电动势为3V,内阻的电源上,则( )
A.中的电流约为0.3A B.电源的效率约为50%
C.的电功率约为0.2W D.电源输出功率约为0.75W
【答案】BD
【详解】
电源电动势为3V,内阻,作出电源路端电压和电流图像,两个小灯泡并联,故接入电路时两小灯泡的电压和电路的路端电压均相等,根据闭合电路欧姆定律得,且两灯泡电流之和等于干路电流。综上分析,图中路端电压等于1.5V时满足条件。
AC.根据图像得当电压为1.5V时,、中的电流约为0.2A、0.3A,的电功率约为
故AC错误;
B.电源的效率约为
B正确;
D.电源输出功率约为
D正确。
故选BD。
三、单题
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
四、填空题
9.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。请根据实验现象填空:(以下各空均选填“偏转”或者“不偏转”)
(1)开关闭合后,将线圈A插入或拔出线圈B,可以看到电流计指针 ;
(2)开关闭合后,线圈A在线圈B中静止不动,可以看到电流计指针 ;
(3)开关闭合后,将滑动变阻器的滑片P匀速滑动,电流计指针 。
(4)开关闭合稳定后,断开开关瞬间,可以看到电流计指针 ;
【答案】 偏转 不偏转 偏转 偏转
【详解】(1)[1]开关闭合后,将线圈A插入或拔出线圈B,穿过线圈B的磁通量发生变化,产生感应电流,则可以看到电流计指针偏转;
(2)[2]开关闭合后,线圈A在线圈B中静止不动,穿过线圈B的磁通量不发生变化,不产生感应电流,则可以看到电流计指针不偏转;
(3)[3]开关闭合后,将滑动变阻器的滑片P匀速滑动,则线圈A中的电流发生变化,则穿过线圈B的磁通量发生变化,产生感应电流,则电流计指针偏转。
10.如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑绝缘,两个带有同种电荷的小球、分别处于竖直墙面和水平地面,且共处于同一竖直平面内,在水平向左的推力作用下,两球静止于如图所示位置,如果将小球稍向左推过一些,两球重新平衡时的受力情况与原来相比,地面对小球的弹力 (填“变大”、“变小”或“不变”)两小球之间的距离 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 不变 变大
【详解】[1][2]对整体受力分析,如图2所示,地面的支持力始终等于两球的总重力,故地面对小球B的支持力不变;对A球受力分析,受到三个力如图1所示,将小球B稍向左推后,AB间的库仑力变小,根据库仑定律可知,两球间距离变大。
五、实验题
11.某同学想把一量程为2mA、内阻未知的毫安表改成量程为0.6A的电流表,该同学先用多用电表测量此毫安表的内阻,进行了如下操作:
(1)将多用电表挡位调到电阻“挡”,再将红表笔和黑表笔短接,进行欧姆调零。
(2)将图甲中多用电表的黑表笔和 (填“1”或“2”)端相连,红表笔连接另一端。
(3)测量电阻时发现多用电表指针偏转角度过小,需要换用 (填“”或“”)挡。
(4)将红表笔和黑表笔短接,重新欧姆调零。
(5)测量时,多用电表指针刚好指在表盘正中间,如图乙所示,毫安表的指针也刚好指在表盘正中间,由此可以得到毫安表的内阻为 Ω,该同学由此可算出多用电表内电源的电动势为 V。
(6)如果需要改成量程为0.6A的电流表,需要 (填“串联”或“并联”)一个 Ω(结果保留2位有效数字)的电阻。
【答案】 2 ×100 1500 3 并联 5.0
【详解】(2)[1]多用电表的电流是红进黑出,而电流表是正极流入负极流出,因此要将图甲中多用电表的黑表笔和2端相连,红表笔连接另一端。
(3)[2]测量电阻时发现多用电表指针偏转角度过小,说明待测量电阻阻值比较大,需要将挡位调高,即选择电阻“×100”挡。
(5)[3][4]挡位为电阻“×100”挡,多用电表指针刚好指在表盘正中间,则毫安表的内阻为
毫安表的指针也刚好指在表盘正中间,则此时电流大小为
根据闭合电路欧姆定律可得
欧姆调零时有
联立可得多用电表内电源的电动势为
(6)[5][6]将小量程电流表改造成大量程电流表时,需要并联一个电阻进行分流,设并联的电阻大小为,则有
解得
12.如图所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图,已知电池组的电动势约3V,内阻约2Ω。现提供的器材如下:
A.电池组
B.电压表V1(量程0~10V,内阻约10kΩ)
C.电压表V2(量程0~3V,内阻约3kΩ)
D.电阻箱R(0~999.9Ω)
E.定值电阻R1=4Ω
F.定值电阻R2=200Ω
G.开关和导线若干
(1)如图所示,要尽可能精确测量电源的电动势和内阻,实验中电压表V应选择 (选填“B”或“C”),定值电阻R0应选择 (选填“E”或“F”);
(2)改变电阻箱的阻值R,记录对应电压表的读数U,作出的图像如图所示,则由图可得该电池组的电动势E= V,内阻r= Ω。
(3)该实验测得的电动势与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻的测量值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 C E 2.5 1 偏小 偏小
【详解】(1)[1][2]电池组的电动势约3V,要尽可能精确测量电源的电动势和内阻,实验中电压表V应选择C;为了使电压表示数变化明显,定值电阻应选择E。
(2)[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知图像的纵轴截距为
解得电动势为
图像的斜率为
解得内阻为
(3)[5][6]从电路图可知,实验误差来源于电压表的分流,设电压表内阻为,根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知图像的纵轴截距为
可得
图像的斜率为
由于
可得
六、解答题
13.如图所示的平行金属板电容器的电容为C=2×10-4F,极板A、B之间可以看成匀强电场,场强E=1.2×103V/m,极板间距离为L=5cm,电场中c点到A板、d点到B板的距离均为0.5cm,B板接地.求:
(1) d点处的电势φd;
(2)B板所带电荷量Q;
(3)d、c两点间的电势差Udc;
(4) 将电荷量q=-5×10-6C的带负电点电荷从d移到c,电场力做的功Wdc.
【答案】(1)-6V(2)1.2×10-2C(3)48V(4)-2.4×10-4J
【详解】(1)d点到B板的电势差UdB=-Ed=-1200×0.005V=-6V,所以φd=-6V
(2)BA间的电势差为:UBA=EL=1200×0.05V=60V
B板所带电荷量Q为:Q=CUBA=2×10-4×60C=1.2×10-2C;
(3)Ldc=0.05-2×0.5×10-2m=0.04m
d、c两点间的电势差为:Udc=ELdc=48V
(4)Wdc=qUdc=-2.4×10-4J
14.如图所示,在x轴下方存在着正交的电场与磁场,电场沿x轴正方向,电场强度E1 = 20N/C,磁场垂直纸面向里,磁感应强度B1 = 5T。一个质量m = 3g,带电荷量q = 2 × 10-3C的带电小球自y轴上的M点沿直线匀速运动到x轴上的N点,且已知OM = 4m。在x轴上方存在正交的电场E2与磁场B2(图中均未画出),小球在x轴上方做圆周运动,恰好与y轴相切,运动轨迹如图所示。(g = 10m/s2,sin37° = 0.6),试求:
(1)小球运动的速率v;
(2)电场E2的大小与方向;
(3)磁场B2的大小与方向。
【答案】(1)5m/s;(2)15N/C,沿y轴正方向;(3)4.5T,垂直纸面向里
【详解】(1)小球从M向N做匀速直线运动,可知小球所受合外力为零,对小球受力分析如图,受到重力、电场力和洛伦兹力作用
由小球的受力可知小球带正电,有
洛伦兹力的大小与电场力和重力的合力大小相等,有
解得
v = 5m/s
(2)小球x轴上方做匀速圆周运动如图所示
可知电场力与重力平衡,所以有
因小球带正电,所以E2方向沿y轴正方向。
(3)设小球在x轴上方做匀速圆周运动的半径为R,由几何关系可得
Rsin53°+R = ON
则
ON = OMtan37°
解得
R = m
小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,由牛顿第二定律有
得
B2 = 4.5T
因小球带正电,由左手定则可知磁感应强度B2的方向垂直纸面向里。
15.如图,EF与GH间为一无场区。无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板,两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场,其中A为正极板。无场区右侧为一点电荷形成的电场,点电荷的位置O也为圆弧形细圆管CD的圆心,圆弧半径为R,圆心角为120°,O、C在两板间的中心线上,D位于GH上。一个质量为m、电量为q的带正电粒子以初速度沿两板间的中心线射入匀强电场,粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管,并作与管壁无相互挤压的匀速圆周运动。(不计粒子的重力、管的粗细)求:
(1)粒子出匀强电场时,速度与水平方向的夹角;
(2) O处点电荷的电性和带电量;
(3)带电粒子穿越匀强电场过程中垂直极板方向的位移大小;
(4)两金属板所加的电压。
【答案】(1)∠DKO=30°,即为粒子出匀强电场的偏转角为30°;(2)负电;;(3) ;(4)
【详解】(1)粒子运动轨迹如图,设出匀强电场时速度反向延长线交中心线于K点,由几何关系得
∠DKO=∠DOC-∠KDO
因圆弧圆心角∠DOC=120°,∠KDO=90°,解得
∠DKO=30°
即为粒子出匀强电场的偏转角为30°。
(2)粒子进入圆管后受到点电荷Q的库仑力做匀速圆周运动,粒子带正电,则知O处点电荷带负电。设O处点电荷的带电量为Q,粒子进入细管的速度为v合,由偏转角为30°可得
粒子进入圆管后受到点电荷Q的库仑力做匀速圆周运动,有
即
(3)垂直板方向的位移
(4)设板间所加电压为U,出匀强电场时的竖直方向速度为,由偏转角为30°可得
在匀强电场中粒子作类平抛运动,则有
,, vy=at
得泉港一中2023-2024学年上学期第二次月考试卷
高二物理
试卷满分:100分 考试时间:90分钟
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列选项对公式认识正确的是( )
A.公式,只适用于真空中点电荷产生的电场
B.公式,只适用于纯电阻电路的电热的计算
C.由电动势公式可知,电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能,非静电力做功本领越强的电源,电动势越大
D.由公式可知,磁感应强度与电流元所受磁场力大小成正比
2.利用智能手机中的传感器和相关软件可测量磁感应强度。如图所示,在水平放置的手机上建立三维坐标系,手机显示屏所在平面为面,竖直向上为轴正方向,测得Bx=0μT、By=28μT、Bz=-21μT,手机显示屏的面积约为,根据测量数据可知( )
A.测量地点位于赤道位置
B.通过手机显示屏的磁通量约为
C.通过手机显示屏的磁通量为
D.通过手机显示屏的磁通量为
3.如图,质量为m,通电电流为I的金属棒ab置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与宽为L的水平导轨平面夹角为θ,金属棒ab处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.金属棒受到的安培力大小为BILsinθ
B.金属棒受到的支持力大小为BILcosθ
C.若只减小夹角θ,金属棒受到的摩擦力将减小
D.若只改变电流方向,金属棒对导轨的压力将减小
4.如图所示,一质量为、带正电的液滴,在水平向右的匀强电场中运动,运动轨迹在竖直平面内,A、B为其运动轨迹上的两点,已知该液滴在A点的速度大小为,方向与竖直方向的夹角为;它运动到B点时速度大小仍为,方向与竖直方向的夹角为,则液滴从A运动到B的过程( )
A.合力做功为
B.重力势能增加
C.电势能减少
D.机械能减少
二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5.如图,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则( )
A的读数变小
A的读数变大
V的读数变小
V的读数变大
6.某静电场中x轴上各点电势的分布图如图所示,一个质量为m、电荷量绝对值为q的带电粒子从坐标处以初速度沿x轴负方向出发,带电粒子仅在静电力作用下恰好在区间内往返运动,则下列说法正确的是( )
A.粒子带正电或负电都可以
B.粒子从运动到的过程中,加速度先减小后增大
C.粒子从运动到的过程中,电场力先做负功后做正功
D.位置的电势
7.如图所示,一根足够长的光滑绝缘杆MN,与水平面的夹角为37°,固定在竖直平面内,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场充满杆所在的空间,杆与磁场方向垂直。质量为m的带电小环沿杆下滑到图中的P处时,对杆有垂直杆向下的压力作用,压力大小为。已知小环的电荷量为,重力加速度大小为,,下列说法正确的是( )
A.小环带正电
B.小环滑到P处时的速度大小
C.当小环的速度大小为时,小环对杆没有压力
D.当小环与杆之间没有正压力时,小环到P的距离
8.如图所示,为两个小灯泡、的伏安特性曲线,将这两个小灯泡并联后,接在电动势为3V,内阻的电源上,则( )
A.中的电流约为0.3A
B.电源的效率约为50%
C.的电功率约为0.2W
D.电源输出功率约为0.75W
三、非选择题:共60分,其中9~12为填空题,9、10题各4分,11、12题各6分;13~15题为计算题,13、14题各12分,第15题16分。考生根据要求作答。
9.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。请根据实验现象填空:(以下两空均选填“偏转”或者“不偏转”)
(1)开关闭合后,将线圈A插入或拔出线圈B,可以看到电流计指针 ;
(2)开关闭合后,线圈A在线圈B中静止不动,可以看到电流计指针 ;
(3)开关闭合后,将滑动变阻器的滑片P匀速滑动,电流计指针 。
(4)开关闭合稳定后,断开开关瞬间,可以看到电流计指针 ;
10.如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑绝缘,两个带有同种电荷的小球、分别处于竖直墙面和水平地面,且共处于同一竖直平面内,在水平向左的推力作用下,两球静止于如图所示位置,如果将小球稍向左推过一些,两球重新平衡时的受力情况与原来相比,地面对小球的弹力 (填“变大”、“变小”或“不变”),两小球之间的距离 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
11.某同学想把一量程为2mA、内阻未知的毫安表改成量程为0.6A的电流表,该同学先用多用电表测量此毫安表的内阻,进行了如下操作:
(1)将多用电表挡位调到电阻“挡”,再将红表笔和黑表笔短接,进行欧姆调零。
(2)将图甲中多用电表的黑表笔和 (填“1”或“2”)端相连,红表笔连接另一端。
(3)测量电阻时发现多用电表指针偏转角度过小,需要换用 (填“”或“”)挡。
(4)将红表笔和黑表笔短接,重新欧姆调零。
(5)测量时,多用电表指针刚好指在表盘正中间,如图乙所示,毫安表的指针也刚好指在表盘正中间,由此可以得到毫安表的内阻为 Ω,该同学由此可算出多用电表内电源的电动势为 V。
(6)如果需要改成量程为0.6A的电流表,需要 (填“串联”或“并联”)一
个 Ω(结果保留2位有效数字)的电阻。
12.如图所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图,已知电池组的电动势约3V,内阻约2Ω。现提供的器材如下:
A.电池组
B.电压表V1(量程0~10V,内阻约10kΩ)
C.电压表V2(量程0~3V,内阻约3kΩ)
D.电阻箱R(0~999.9Ω)
E.定值电阻R1=4Ω
F.定值电阻R2=200Ω
G.开关和导线若干
(1)如上图所示,要尽可能精确测量电源的电动势和内阻,实验中电压表V应选择 (选填“B”或“C”),定值电阻R0应选择 (选填“E”或“F”);
(2)改变电阻箱的阻值R,记录对应电压表的读数U,作出的图像如上图所示,则由图可得该电池组的电动势E= V,内阻r= Ω。
(3)该实验测得的电动势与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻的测量值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
13.如图所示的平行金属板电容器的电容为C=2×10-4F,极板A、B之间可以看成匀强电场,场强E=1.2×103V/m,极板间距离为L=5cm,电场中c点到A板、d点到B板的距离均为0.5cm,B板接地.求:
(1) d点处的电势φd;
(2)B板所带电荷量Q;
(3)d、c两点间的电势差Udc;
(4) 将电荷量q= - 5×10-6C的带负电点电荷从d移到c,电场力做的功Wdc.
14.如图所示,在x轴下方存在着正交的电场与磁场,电场沿x轴正方向,电场强度E1 = 20N/C,磁场垂直纸面向里,磁感应强度B1 = 5T。一个质量m = 3g,带电荷量q = 2 × 10-3C的带电小球自y轴上的M点沿直线匀速运动到x轴上的N点,且已知OM = 4m。在x轴上方存在正交的电场E2与磁场B2(图中均未画出),小球在x轴上方做圆周运动,恰好与y轴相切,运动轨迹如图所示。(g = 10m/s2,sin37° = 0.6),试求:
(1)小球运动的速率v;
(2)电场E2的大小与方向;
(3)磁场B2的大小与方向。
15.如图,EF与GH间为一无场区。无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板,两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场,其中A为正极板。无场区右侧为一点电荷形成的电场,点电荷的位置O也为圆弧形细圆管CD的圆心,圆弧半径为R,圆心角为120°,O、C在两板间的中心线上,D位于GH上。一个质量为m、电量为q的带正电粒子以初速度沿两板间的中心线射入匀强电场,粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管,并作与管壁无相互挤压的匀速圆周运动。(不计粒子的重力、管的粗细)求:
(1)粒子出匀强电场时,速度与水平方向的夹角;
(2) O处点电荷的电性和带电量;
(3)带电粒子穿越匀强电场过程中垂直极板方向的位移大小;
(4)两金属板所加的电压。