知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度\(B_{1}=0.20T\)，方向垂直纸面向里\(.\)电场强度\(E_{1}=1.0×10^{5}V/m\)，\(PQ\)为板间中线\(.\)紧靠平行板右侧边缘\(xOy\)坐标系的第一象限内，有一边界线\(AO\)，与\(y\)轴的夹角\(∠AOy=45^{\circ}\)，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度\(B_{2}=0.25T\)，边界线的下方有竖直向上的匀强电场，电场强度\(E_{2}=5.0×10^{5}\) \(V/m.\)一束带电荷量\(q=8.0×10^{-19}\) \(C\)、质量\(m=8.0×10^{-26}\) \(kg\)的正离子从\(P\)点射入平行板间\(.\)沿中线\(PQ\)做直线运动，穿出平行板后从\(y\)轴上坐标为\((0,0.4m)\)的\(Q\)点垂直\(y\)轴射入磁场区，多次穿越边界线\(OA.\)求：

\((1)\)离子运动的速度为多大？
\((2)\)离子通过\(y\)轴进入磁场到第二次穿越边界线\(OA\)所需的时间？
\((3)\)离子第四次穿越边界线的位置坐标．

难度：中等

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2．
如图所示，半径为\(R\)的圆与正方形\(abcd\)相内切，在\(ab\)、\(dc\)边放置两带电平行金属板，在板间形成匀强电场，且在圆内有垂直纸面向里的匀强磁场\(.\)一质量为\(m\)、带电荷量为\(+q\)的粒子从\(ad\)边中点\(O_{1}\)沿\(O_{1}O\)方向以速度\(v_{0}\)射入，恰沿直线通过圆形磁场区域，并从\(bc\)边中点\(O_{2}\)飞出\(.\)若撤去磁场而保留电场，粒子仍从\(O_{1}\)点以相同速度射入，则粒子恰好打到某极板边缘\(.\)不计粒子重力．
\((1)\)求两极板间电压\(U\)的大小
\((2)\)若撤去电场而保留磁场，粒子从\(O_{1}\)点以不同速度射入，要使粒子能打到极板上，求粒子入射速度的范围．

难度：较易

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3．
在某空间建立如图所示直角坐标系，并在该空间加上沿\(y\)轴负方向、磁感应强度大小为\(B\)的匀强磁场，和沿某个方向的匀强电场\(.\)一质量为\(m\)、带电量为\(+q(q > 0)\)的粒子从坐标原点\(O\)以初速度\(v\)沿\(x\)轴正方向射入该空间，粒子恰好做匀速直线运动，不计粒子重力的影响，试求：
\((1)\)所加电场强度\(E\)的大小和方向；
\((2)\)若撤去电场，并改变磁感应强度的大小，使得粒子恰好能够经过坐标为\(( \sqrt {3}a,0,-a)\)的点，则改变后的磁感应强度\(B′\)为多大？
\((3)\)若保持磁感应强度\(B\)不变，将电场强度大小调整为\(E′\)，方向调整为平行于\(yOz\)平面且与\(y\)轴正方向成某个夹角\(θ\)，使得粒子能够在\(xOy\)平面内做匀变速曲线运动\((\)类平抛运动\()\)并经过坐标为\(( \sqrt {3}a,0,a)\)的点，则\(E′\)和\(\tan θ\)各为多少？

难度：中等

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4．

磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景，其发电原理示意图如图所示\(.\)将一束等离子体\((\)即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体上呈电中性\()\)喷射入磁感应强度为\(B\)的匀强磁场中，磁场区域有两块面积为\(S\)、相距为\(d\)的平行金属板与外电阻\(R\)相连构成一电路，设气流的速度为\(v\)，气体的电导率\((\)电阻率的倒数\()\)为\(g.\)则以下说法正确的是\((\)　　\()\)

A．上板是电源的正极，下板是电源的负极

B．两板间电势差为\(U=Bdv\)

C．流经\(R\)的电流为\(I= \dfrac {Bdv}{R}\)

D．流经\(R\)的电流为\(I= \dfrac {BdνSg}{gSR+d}\)

难度：中等

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5．

一束几种不同的正离子，垂直射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里，离子束保持原运动方向未发生偏转。接着进入另一匀强磁场，发现这些离子分成几束如图。对这些离子，可得出结论\((\)　　\()\)

A．它们的动能一定各不相同

B．它们的电量一定各不相同

C．它们的质量一定各不相同

D．它们的荷质比一定各不相同

难度：较易

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6．

如图，一个质量为\(m\)、带电量为\(+q\)的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为\(B\)的匀强磁场中\(.\)现给圆环一个水平向右的初速度\(v_{0}\)，在以后的运动中下列说法正确的是\((\)　　\()\)

A．圆环可能做匀减速运动

B．圆环可能做匀速直线运动

C．圆环克服摩擦力所做的功可能为\( \dfrac {1}{2}mv_{0}^{2}\)

D．圆环克服摩擦力所做的功不可能为\( \dfrac {1}{2}mv_{0}^{2}- \dfrac {m^{3}g^{2}}{2q^{2}B^{2}}\)

难度：较易

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7．
如图所示，在直角坐标系\(0\leqslant x\leqslant L\)区域内有沿\(y\)轴正方向的匀强电场，在边长为\(2L\)的正方形\(abcd\)区域\((\)包括边界\()\)内有方向垂直纸面向外的匀强磁场。一电子从\(y\)轴上的\(A(0, \dfrac {3L}{2})\)点以大小为\(v_{0}\)的速度沿\(x\)轴正方向射入电场，已知电子的质量为\(m\)、电荷量为\(e\)，正方形\(abcd\)的中心坐标为\((3L,0)\)，且\(ab\)边与\(x\)轴平行，匀强电场的电场强度大小\(E= \dfrac {mv_{0}^{2}}{eL}\)。
\((1)\)求电子进入磁场时的位置坐标；
\((2)\)若要使电子在磁场中从\(ab\)边射出，求匀强磁场的磁感应强度大小\(B\)满足的条件。

难度：较易

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8．
如图所示，在第一象限中有竖直向下的匀强电场，电场强度\(E=2×10^{-6}N/C\)，在第四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场\(.\)有一个比荷为\(5×10^{7}\) \(C/kg\)的带电粒子\((\)重力不计\()\)以垂直于\(y\)轴的速度\(v_{0}=10m/s\)从\(y\)轴上的\(P\)点进入匀强电场，恰好与\(x\)轴成\(45^{\circ}\)角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于\(y\)轴进入第三象限\(.\)已知\(O\)、\(P\)之间的距离为\(d=0.5m\)，求：
\((1)\)带点粒子在电场中运动的时间；
\((2)\)带点粒子在磁场中做圆周运动的半径；
\((3)\)带点粒子在磁场中运动的时间\(.(\)保留三位有效数字\()\)

难度：较易

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9．

如图所示，空间有电场强度\(E=1.0×10^{_{2}} V/m\)竖直向下的电场，长\(L=0.8m\)不可伸长的轻绳固定于\(O\)点\(.\)另一端系一质量\(m=0.5kg\)、带电荷量\(q=5×10^{-2}C\)的小球\(.\)拉起小球至绳水平后在\(A\)点无初速度释放，当小球运动至\(O\)点的正下方\(B\)点时绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在与水平面成\(θ=53^{\circ}\)、无限大的挡板\(MN\)上的\(C\)点，取\(\sin 53^{\circ}=0.8\)，\(g=10m/s^{2}.\)试求：

\((1)\)绳子的最大张力；

\((2)A\)、\(C\)两点的电势差；

\((3)\)当小球运动至\(C\)点时，突然施加一恒力\(F\)作用在小球上，同时把挡板迅速水平向右移至某处，若小球一定仍能垂直打在档板上，设恒力\(F\)与竖直向上方向的夹角为\(α\)，求所加恒力\(F\)的大小的取值范围及\(α\)的取值范围．

难度：中等

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10．
如图甲所示，建立\(Oxy\)坐标系，两平行极板\(P\)、\(Q\)垂直于\(y\)轴且关于\(x\)轴对称，极板长度和板间距均为\(l\)，第一、四象限有磁场，方向垂直于\(Oxy\)平面向外。位于极板左侧的粒子源沿\(x\)轴向右接连发射质量为\(m\)、电荷量为\(+q\)、速度相同、重力不计的带电粒子，在\(0～3t_{0}\)时间内两板间加上如图乙所示的电压\((\)不考虑极板边缘的影响\()\)。已知\(t=0\)时刻进入两板间的带电粒子恰好在\(t_{0}\)时刻经极板边缘射入磁场，上述\(m\)、\(q\)、\(l\)、\(t_{0}\)、\(B\)为已知量。\((\)不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况\()\)

\((1)\)求电压\(U_{0}\)的大小；
\((2)\)求\(\dfrac{1}{2}t_{0}\)时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径；

\((3)\)若\(0～3t_{0}\)时间内射入两板间的带电粒子都不能从磁场右边界射出，求磁场的最大宽度。

难度：难

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