知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
平面直角坐标系\(xOy\)中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿\(y\)轴负方向的匀强电场，如图所示\(.\)一带负电的粒子从电场中的\(Q\)点以速度\(v_{0}\)沿\(x\)轴正方向开始运动，\(Q\)点到\(y\)轴的距离为到\(x\)轴距离的\(2\)倍\(.\)粒子从坐标原点\(O\)离开电场进入磁场，最终从\(x\)轴上的\(P\)点射出磁场，\(P\)点到\(y\)轴距离与\(Q\)点到\(y\)轴距离相等\(.\)不计粒子重力，为：
\((1)\)粒子到达\(O\)点时速度的大小和方向；
\((2)\)电场强度和磁感应强度的大小之比．

难度：较难

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2．
如图所示，一质量为\(m\)、电荷量为\(q\)带正电的粒子从静止开始经电压为\(U_{1}\)的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，该粒子射出电场时的偏转角\(θ=30^{\circ}\)，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为\(D\)的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长为\(L\)、两板间距为\(d.(\)整个运动过程忽略带电粒子的重力\()\)求：
\((1)\)带电粒子进入偏转电场时的速率\(v_{0}\)；
\((2)\)偏转电场中两金属板间的电压\(U_{2}\)；
\((3)\)为使该粒子在磁场中的运动时间最长，\(B\)的取值范围。\((\)以上\(3\)小题答案均用\(m\)、\(q\)、\(U_{1}\)、\(D\)、\(L\)、\(d\)等表示\()\)

难度：较易

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3．

如图所示是速度选择器的原理图，已知电场强度为 \(E\)、磁感应强度为 \(B\) 并相互垂直分布，某一带电粒子\((\)重力不计\()\)沿图中虚线水平通过\(.\)则该带电粒子\((\)　　\()\)

A．一定带正电

B．速度大小为\( \dfrac {E}{B}\)

C．可能沿\(QP\)方向运动

D．若沿\(PQ\)方向运动的速度大于\( \dfrac {E}{B}\)，将一定向下极板偏转

难度：较易

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4．
如图，在平面直角坐标系\(xOy\)内，第\(I\)象限存在沿\(y\)轴负方向的匀强电场，第\(IV\)象限以\(ON\)为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为\(B.\)一质量为\(m\)、电荷量为\(q\)的带正电的粒子，自\(y\)轴正半轴上\(y=h\)处的\(M\)点，以速度\(v_{0}\)垂直于\(y\)轴射入电场\(.\)经\(x\)轴上\(x=2h\)处的\(P\)点进入磁场，最后垂直于\(y\)轴的方向射出磁场\(.\)不计粒子重力\(.\)求
\((1)\)电场强度大小\(E\)；
\((2)\)粒子在磁场中运动的轨道半径\(r\)；
\((3)\)粒子在磁场运动的时间\(t\)．

难度：较易

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5．

如图所示是个示波管工作原理的示意图。电子经电压\(U_{1}\)加速后垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是\(h\)，两平行板间的距离为\(d\)，电势差为\(U_{2}\)，板长为\(l.\)为了提高示波管的灵敏度\((U_{2}\)每单位电压引起的偏转量\()\)，可采用的方法是\((\)　　\()\)

A．尽可能使板长\(l\)长些

B．增大两板间的电势差\(U_{2}\)

C．尽可能使板间距离\(d\)大一些

D．使加速电压\(U_{1}\)升高一些

难度：较易

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6．
如图所示，在空间有\(xOy\)坐标系，第三象限有磁感应强度为\(B\)的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，第四象限有竖直向上的匀强电场。一个质量为\(m\)，电荷量为\(q\)的正离子，从\(A\)处沿\(x\)轴成\(60^{\circ}\)角垂直射入匀强磁场中，结果离子正好从距\(O\)点为\(L\)的\(C\)处沿垂直电场方向进入匀强电场，最后离子打在\(x\)轴上距\(O\)点\(2L\)的\(D\)处，不计离子重力，求：
\((1)\)此离子在磁场中做圆周运动的半径\(r\)；
\((2)\)离子从\(A\)处运动到\(D\)处所需时间；
\((3)\)场强\(E\)的大小。

难度：较易

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7．
\(1897\)年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷，图为汤姆孙测电子比荷的装置示意图。在真空玻璃管内，阴极\(K\)发出的电子经阳极\(A\)与阴极\(K\)之间的高电压加速后，形成细细的一束电子流，沿图示方向进入两极板\(C\)、\(D\)间的区域。若两极板\(C\)、\(D\)间无电压，电子将打在荧光屏上的\(O\)点，若在两极板间施加电压\(U\)，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的\(P\)点；若再在极板间施加磁感应强度大小为\(B\)的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到\(O\)点，已知极板的长度\(L=5.00cm\)，\(C\)、\(D\)间的距离\(d=1.50cm\)，极板的右端到荧光屏的距离\(D=10.00cm\)，\(U=200V\)，\(B=6.3×10^{-4}T\)，\(P\)点到\(O\)点的距离\(Y=3.0cm.\)求
\((1)\)判断所加磁场的方向；
\((2)\)电子经加速后射入极板\(C\)、\(D\)的速度\(v\)；
\((3)\)电子的比荷\( \dfrac {e}{m_{e}}(\)结果保留三位有效数字\()\)。

难度：难

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8．
如图所示，电源电动势\(E=3.2V\)，内电阻\(r=1Ω\)，定值电阻\(R_{0}=15Ω\)，\(R_{T}\)为可变电阻\(.\)平行板电容器极板长为\(L=60cm\)，两极板间的距离为\(d=40cm.\)有一质量为\(m\)、带电量为\(q\)的微粒，以初速度\(v_{0}\)沿平行板电容器中轴线水平射入\(.\)当\(R_{T}\)上消耗的电功率最大时，带电微粒恰能沿中轴线从右端水平飞出\(.\)保持该\(R_{T}\)阻值不变，重力加速度\(g=10m/s^{2}.\)求：
\((1)\)可变电阻\(R_{T}\)上所消耗的最大功率\(P_{m}\)；
\((2)\)若微粒以初速度\(v_{0}=3m/s\)水平飞入，调节\(R_{T}\)的阻值使微粒沿下极板右边缘飞出，求\(R_{T}\)阻值的变化量\(\triangle R_{T}\)；
\((3)\)若在两极板间加一垂直于纸面向里、磁感应强度\(B=10T\)的匀强磁场，要使带电微粒能从两极板间飞出，带电微粒水平飞入时初速度\(v_{0}\)的取值范围．

难度：中等

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9．
空间中存在水平向右的匀强电场，场强大小为\(E\)，一带电量为\(+q\)、质量为\(m\)的粒子，在\(P\)点以向上初速度\(v_{0}\)开始运动，该粒子运动到图中\(Q\)点时速度方向与\(P\)点时的方向偏转了\(45^{\circ}\)，若保持粒子在\(P\)点时的速度不变，而将匀强电场换成方向垂直于纸面向外的匀强磁场，在此磁场力的作用下粒子也由\(P\)点运动到\(Q\)点，不计重力\(.\)求
\((1)P\)、\(Q\)间的距离\(l\)为多少？
\((2)\)匀强磁场的磁感应强度为多少？

难度：较易

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10．

示波器中的示波管对电子的偏转是电偏转，电视机中的显像管对电子的偏转是磁偏转。小明同学对这两种偏转进行了定量的研究并做了对比，已知电子的质量为\(m\)、电荷量为\(e\)，在研究的过程中空气阻力和电子所受重力均可忽略不计。

\((1)\)如图甲所示，水平放置的偏转极板的长度为\(l\)，板间距为\(d\)，极板间的偏转电压为\(U\)，在两极板间形成匀强电场。极板右端到竖直荧光屏\(MN\)的距离为\(b\)，荧光屏\(MN\)与两极板间的中心线\(O_{1}O_{1}′\)垂直。电子以水平初速度\(v_{0}\)从两极板左端沿两极板间的中心线射入，忽略极板间匀强电场的边缘效应，求电子打到荧光屏上时沿垂直于极板板面方向偏移的距离；

\((2)\)如图乙所示，圆心为\(O_{2}\)、半径为\(r\)的水平圆形区域中有垂直纸面向里、磁感应强度为\(B\)的匀强磁场，与磁场区域右侧边缘的最短距离为\(L\)的\(O_{2}＇\)处有一竖直放置的荧光屏\(PQ\)，荧光屏\(PQ\)与\(O_{2}O_{2}＇\)连线垂直。今有一电子以水平初速度\(v_{0}\)从左侧沿\(O_{2}O_{2}＇\)方向射入磁场，飞出磁场区域时其运动方向的偏转角度为\(α(\)未知\()\)。请求出\(\tan \dfrac{\alpha }{2}\)的表达式；

\((3)\)对比第\((1)\)、\((2)\)问中这两种偏转，请从运动情况、受力情况、能量变化情况等角度简要说明这两种偏转的不同点是什么？\((\)至少说出两点\()\)

难度：中等

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