静电场 ...................................................................................................................... 1 恒定电流................................................................................................................... 3 磁场.. (5)
静电场
一、选择题 1.AD 2.BD 3.C 4.C 5.C 6.D 7.C 8.A 9.D 10.AD 11. D 12. D 13.ACD 14.D 15.CD
解析:图中静电计的金属杆接A 板,外壳与B 板均接地,静电计显示的是A 、B 两板间的电压,指针的张角越大,表示两板间的电压越高。
当闭合S 时,A 、B 两板间的电压等于电源两端电压不变。
故静电计的张角保持不变。
当断开S 时,A 、B 两板构成的电容器的带电量保持不变,如果板间的间距增大,或正对面积减小,由平板电容器电容的决定式
kd
S
C πε4=
可知,电容都将减小,再由C
Q U =
可知,板间电压都将增大,即静电计的张角
应当变大。
16.BD 二、填空题
17.5×10-6
C , 7.5×10-6
C ,7.5×10-6
C 18. 150,150
19.N ,M ,100
三、实验题
20.白纸,复写纸,导电纸;一只灵敏电流计,两个探针 21.(1)负;(2)大于;(3)ACD 22. ①B 、D (4分) ②D (2分) 四、计算题
23.解析:(1)设带电粒子从B 板射出时的速度为v ,根据动能定理:
(2)设带电粒子在电场中的加速度为a ,
以带电粒子为研究对象,设带电粒子在电场中运动的时间为t ,根据运动学公式
24.解析:
A 、
B 间原来的库仑力为F 1=K·2
2
7r
Q
反复接触的结果是A 、B 、C 最终的带电量均为2Q 故现在的库仑力F 2= K·2
2
4r
Q
F 2=7
4F 1
25.解析:
(1)正电
水平方向匀速直线运动,有L = v 0t 得 t = 1×10-6 s
(2)竖直方向初速度为0的匀加速直线运动,有v y = at a = m
qE
得 v y = 8×104 m/s 于是 tanθ= 15
40
v v y
恒定电流
一、选择题 1.BD 2.BC 3.BD 4.D 5.BC 6.D 7.A 8.D 9.C 10.AD 11.B 12.B 13.D 14.A
解析:设金属薄片的厚度为h ,A 和B 接入电路时,电阻R 1=ρ·ab/(bd·h) ;C 和D 接入电路时,电阻R 1=ρ·bd/(ab·h),可得R 1/R 2=4,再利用部分电路欧姆定律求解A 对。
15.CD 二、填空题 16.1 : 3,3 : 1
17.
4
R
18.1,1,m ⋅Ω 19.15Ω,串 三、实验题
20.电压U ,电流I ,电动势,内阻
21.(1)如图(注意:电流表外接或内接均可);(2)如果电流外接,电压较高段误差较大,因为电压越高,灯丝电阻越大,由于电压表分流作用而造成的误差就越大;如果内接,电压较低段,误差较大,因为电压越低,灯丝电阻越小,由于电流表分压造成的误差就越大。
四、计算题 22.解析:
23.解析:
K 接a 时,R 1被短路,外电阻为R 2, 根据闭合电路欧姆定律r
R E I +=
2可得通过电源电流
A V I 12461=Ω
+Ω=
电源两端电压V IR U 421==
(2)K 接b 时,R 1和R 2串联, R ′外=R 1+R 2=6Ω 通过电源电流I 2=
75.021=++r
R R E A
根据功率R I P 2
=得,R 1消耗的功率P=1.125W
(3)当K 接c 时,R 总=R 1+r +R 23=6 Ω 总电流I =E/R 总=1 A 通过R 2电流I '=2
1I 3=0.5 A
磁场
一、选择题 1.D 2.A 3.B 4.C 5.A 6.A 7.A 8.B 9.AC 10.C 11.CD 12. D 二、填空题
13. 3.2×10-13 0
14.m g
B L ;向右 15.里 不变
解析:由图可知,β粒子(带负电)进入磁场时所受洛伦兹力方向水平向右,根据左手定则可以判断磁场方向向里。
由于β粒子在磁场中运动,洛伦兹力不做功,所以β粒子的动
能不变。
16. qvB ,NqvB
解析:带电粒子垂直磁场中运动时,受到磁场的洛伦兹力作用,有每个粒子受力。
该段导线中有N 个以速度做定向动的电荷,则导线所受的力等于每个电荷所受力的合力。
所以有。
17.0.16N ,水平向左 三、作图题 18.
19.
四、计算题 20.解析:
电子在磁场中沿圆孤ab 运动,圆心为c ,半径为R ,v 表示电子进入磁场时的速度,m 、e 分别表示电子的质量和电量,如图所示。
则:
eU =21
mv2 ①
Bev =
R
mv
2
②
tan 2θ
=R r
③
解以上各式可得:B =r 1
e
mU 2 · tan 2θ
21.解析:
2
m a m f f v
B qv r
m v r B q
====
洛向
向
如图所示,当离子到达位置P 时圆心角为
O P
α=
22.解析:甲同学的错误原因:认为物体速度为零时,一定处于平衡状态,或者认为偏角最大的是平衡位置。
(2分) 乙同学的错误原因:将安培力表示θsin BIl F =导致F 做功出错。
(2分) 正解如下:铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做功,如图丙所示。
F 做功为:θsin 1l BIl FS W F ⨯== 重力做功为:)
cos 1(2
θ--=-=mgl mgS
W G
由动能定理:
)cos 1(sin 2
=--θθmgl BIl , (6分)
得θ
θsin )cos 1(Bl mg I -=
(2分)
23.解析:
设离子带负电,若离子正好打到金属板的近侧边缘M ,则其偏转半径满足关系
2
2
2
111()
2
R d R d =+-
,即得
154
R d
=
①
若离子正好打到金属板的远侧边缘N ,则其偏转半径满足关系
22
2
221(2)()
2
R d R d =+-
即得
2174
R d
=
②
由洛伦茨力及牛顿第二定律可得2
m v
Bqv R =
③
即m BR
q
v = ④
因离子从离子枪射出的速度v 由离子枪内的加速电场决定
2
12qU m v
=
⑤
即v =
⑥
代入式④即得
2
2
2q U
m R B =
⑦
讨论:由以上方程组可知
荷质比q
m <2
2
2
2
2
232289U
U R B
B d
=
的离子将落在N 之右,而荷质比q
m >2
2
2
2
1
23225U
U R B
B d =
的离子将落在M 之左,都不能落在MN 板上。
所以只有荷质比2232289U
B d ≤q
m ≤22
3225U
B d 范
围内才能打在金属板上。
若离子带正电,则离子偏向PQ 板,荷质比22
32289U B d ≤q
m ≤
2
2
3225U B d
范围内。
24.解析:
(1)带电粒子进入磁场做圆周运动的半径R=qB mv
,粒子能够离开圆形磁场区域,并打到X 轴上,粒子在磁场中的偏转角在900—1800的范围内,设磁场圆半径r ,则有2R >2r >
R 2。
故半径r 的取值范围为:.22qB mv r qB
mv
〈
〈
(2)对于给定r 的“磁场圆”,偏转角最大时,它在磁场中的运动时间最长,此时粒子应
从通过O 点的直径的另一端飞出,偏转角为2arcsin (0
mv rqB
)。