19.(16分)如图所示,在x<0且y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面向里.磁感应强度大小为B,在x>0且y<0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的M点沿y轴负方向垂直射入磁场,结果带电粒子从y轴的N点射出磁场而进入匀强电场,经电场偏转后打到x轴上的P点,已知===l.不计带电粒子所受重力,求: (1)带电粒子进入匀强磁场时速度的大小;
(2)带电粒子从射入匀强磁场到射出匀强电场所用的时间; (3)匀强电场的场强大小.
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2015-2016学年江苏省盐城市响水中学高二(上)期中物理试卷(选修)
一、单项选择题:每小题只有一个选项符合题意(本题共8小题,每小题3分,共24分) 1.磁感应强度单位是特斯拉,1特斯拉相当于( )
A.1kg/A?s2 B.1kg?m/A?s2 C.1kg?m2/s2 D.1kg?m2/A?s2 【考点】磁感应强度.
【分析】根据磁感应强度与磁能量的关系和磁感应强度的定义式推导出T与其他单位的关系.
【解答】解:由公式B=
,安培力的单位是N,而电流的单位是A,长度的单位为m,则单
位的换算可得N/A?m,即为1T.
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根据牛顿第二定律F=ma,即1N=1kg?m/s,则1特斯拉相当于1kg/A?s,故A正确,BCD错误.
故选:A.
【点评】T是导出单位,可根据物理公式推导出各物理量单位的关系,要对公式要熟悉.基础题.
2.根据R=ρ
可以导出电阻率的表达式ρ=
,对温度一定的某种金属导线来说,它的电
阻率( )
A.跟导线的电阻只成正比 B.跟导线的横截面积S成正比 C.跟导线的长度L成反比 D.只由其材料的性质决定 【考点】电阻定律. 【专题】恒定电流专题. 【分析】在温度一定的条件下,电阻率的大小与材料有关,与导线的长度以及横截面积无关. 【解答】解:电阻率的大小与材料的性质决定,与电阻的大小、导线的长度、横截面积无关.故D正确,A、B、C错误. 故选:D.
【点评】解决本题的关键知道在温度一定的条件下,电阻率的大小与材料有关,与导线的长度以及横截面积无关.
3.下列关于电功和电功率的说法中,正确的是( ) A.电流做功就是电场力做功,把电能转化为其他形式的能 B.电流做功越多,则功率越大
C.电功率越小,则电流做的功一定越小 D.额定电压相同的电阻A和B,额定功率PA>PB,两者串联后接在电路中,持续一段时间后,实际消耗的电能WA>WB 【考点】电功、电功率. 【专题】恒定电流专题.
【分析】电流做功的本质就是电场力做功,把电能转化为其他形式的能;电功率:P=,与做功的多、时间的长短都无关;结合串联电路的特点分析与解答D选项.
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【解答】解:A、电流做功的本质就是电场力驱动电荷做定向移动做功,把电能转化为其他形式的能.故A正确;
B、C、根据电功率的定义式:P=,可知电功率 的大小与做功的多少无关.故B错误,C错误;
D、额定电压相同的电阻A和B,额定功率PA>PB,由
可知:RA<RB;两者串联后接在
电路中,流过两个电阻的电流是相等的,由公式:P=I2?R,可知,持续一段时间后,实际消耗的电能WB>WA.故D错误. 故选:A
【点评】该题考查电流做功的本质,以及电功率、串联电路的功率分配等知识点的内容,解答的关键是掌握串联电路的电流特点:流过各电阻的电流是相等的.
4.如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A,A与螺线管垂直,A导线中的电流方向垂直纸面向里,开关S闭合,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )
A.水平向左 B.水平向右 C.竖直向上 D.竖直向下 【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向. 【分析】首先根据安培定则判断通电螺线管在A处产生的磁场方向,再根据左手定则判断通电直导线A受到的磁场的作用力的方向.
【解答】解:首先根据安培定则判断通电螺线管产生的磁场的方向向右,所以在A处产生的磁场方向:水平向左.
根据左手定则判断可知:A受到通电螺线管磁场的作用力的方向:竖直向上. 故选:C
【点评】本题考查安培定则和左手定则综合应用的能力,对于几种定则关键要搞清两点:一是何时用;二是怎样用.
5.一个带电粒子处于垂直于匀强磁场方向的平面内,在磁场力的作用下做圆周运动.要想确定带电粒子的电荷量与质量之比,则需知道( )
A.运动速度v和磁感应强度B B.轨道半径R和磁感应强度B C.轨道半径R和运动速度v D.磁感应强度B和运动周期T 【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动. 【分析】带电粒子在磁场力的作用下做圆周运动洛伦兹力做为向心力,根据向心力的公式来分析比荷.
【解答】解:根据洛伦兹力做为向心力,可得, qvB=m
=mr,
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所以比荷=,
所以要确定带电粒子的电荷量与质量之比,需要知道v,r和B. 根据T=比荷=
可得, ,
所以要确定带电粒子的电荷量与质量之比,需要知道磁感应强度B和运动周期T,所以D正确. 故选D. 【点评】根据带电粒子在磁场中做圆周运动的半径周期公式可以快速的作出判断,所以掌握住结论有利于提高解题的速度.
6.如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流.a、o、b在M、N的连线上,o为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到o点的距离均相等.关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( )
A.o点处的磁感应强度为零
B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反 C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同 D.a、c两点处磁感应强度的方向不同
【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向.
【分析】根据右手螺旋定则确定两根导线在a、b、c、d四点磁场的方向,根据平行四边形定则进行合成.
【解答】解:A、根据右手螺旋定则,M处导线在o点产生的磁场方向竖直向下,N处导线在o点产生的磁场方向竖直向下,合成后磁感应强度不等于0.故A错误.
B、M在a处产生的磁场方向竖直向下,在b处产生的磁场方向竖直向下,N在a处产生的磁场方向竖直向下,b处产生的磁场方向竖直向下,根据场强的叠加知,a、b两点处磁感应强度大小相等,方向相同.故B错误.
C、M在c处产生的磁场方向垂直于cM偏下,在d出产生的磁场方向垂直dM偏下,N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏下,在d处产生的磁场方向垂直于dN偏下,根据平行四边形定则,知c处的磁场方向竖直向下,d处的磁场方向竖直向下,且合场强大小相等.故C正确.
D、a、c两点的磁场方向都是竖直向下.故D错误. 故选C. 【点评】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系,会根据平行四边形定则进行合成.
7.如图电路中,当滑动变阻器滑动键P向下移动时,则( )
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A.A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮 B.A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗 C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗 D.A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮 【考点】闭合电路的欧姆定律. 【专题】恒定电流专题.
【分析】当滑动变阻器滑动键P向下移动时,分析变阻器接入电路的电阻如何变化,确定外电路总电阻的变化,根据闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化,判断A灯亮度的变化.根据并联部分电压的变化,判断B灯亮度变化,根据干路电流和B灯电流的变化,分析C灯亮度的变化.
【解答】解:当滑动变阻器滑动键P向下移动时,其接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析得知,干路电流I增大,则A灯变亮.并联部分两端的电压减小,则B灯变暗.流过C的电流IC=I﹣IB,I增大,IB减小,IC增大,C灯变亮.所以A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮. 故选D
【点评】本题是电路动态变化分析问题,通常按照“部分→整体→部分”的顺序进行分析.
8.如图所示,带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,且同时到达P点.a、b两粒子的质量之比为( )
A.1:2 B.2:1 C.3:4 D.4:3
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动. 【专题】带电粒子在磁场中的运动专题.
【分析】求解本题的关键是画出来粒子的轨迹图,并确定圆心、求出半径和圆心角,然后根据动能相等的条件以及相等的运动时间并结合圆周运动公式联立即可求解. 【解答】解:根据题意画出a、b粒子的轨迹如图所示,则a、b粒子的圆心分别是设磁场宽度为d,由图可知, 粒子b的半径
=
=
,粒子a的半径为
=
=d
和
,
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