如东中学复合场部分热身训练学习资料.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。如东中学复合场部分热身训练-如东中学复合场部分热身训练1、有一带负电的小球，其带电量q=-C。如图所示，开始时静止在场强E=N/C的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板S，小球与挡板S的距离h=4cm，与A板距离H=36cm，小球的重力忽略不计。在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电量减少到碰前的k倍，已知k=7/8，而碰撞过程中小球的机械能不损失。（1）设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零，则小球在P点时的电势能为多少？（电势能用来表示）（2）小球从P点出发第一次到达最右端的过程中电场力对小

2、球做了多少功？（3）小球经过多少次碰撞后，才能抵达A板？2、在足够大的绝缘光滑水平面上有一质量m1.0103kg、带电量q1.01010C的带正电的小球，静止在O点。以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系Oxy。在t00时突然加一沿x轴正方向、大小E12.0106V/m的匀强电场，使小球开始运动。在t11.0s时，所加的电场突然变为沿y轴正方向、大小E22.0106V/m的匀强电场。0x/my/m0.10.20.30.40.50.10.20.3在t22.0s时所加电场又突然变为另一个匀强电场E3，使小球在此电场作用下在t33.0s时速度变为零。求：（1）在t11.0s时小球的速度v1的大小；

3、（2）在t22.0s时小球的位置坐标x2、y2；（3）匀强电场E3的大小；（4）请在图27的坐标系中绘出该小球在这3s内的运动轨迹。3、如图所示，在xoy区域内的第象限内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直xoy平面向外，区域内的其他象限无磁场。在A（L，0）点有一电子以速度v沿y轴正方向射入磁场。求电子在磁场中的运动时间。Axyov4、如图所示，在倾角为30的斜面OA的左侧有一竖直档板，其上有一小孔P，现有一质量m=41020kg，带电量q=+21014C的粒子，从小孔以速度v0=3104m/s水平射向磁感应强度B=0.2T、方向垂直纸面向里的一正三角形区域该粒子在运动过程中始终不碰及竖直档

4、板，且在飞出磁场区域后能垂直打在OA面上，粒子重力不计求：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；（2）粒子在磁场中运动的时间；（3）正三角形磁场区域的最小边长5、质量分布均匀的细圆环，半径为R，总质量为m，让其均匀带正电，总电量为q，处在垂直环面的磁感强度为B的匀强磁场中。令圆环绕着垂直环面并过圆心的轴转动，且角速度为，转动方向和磁场方向如图所示。求因环的旋转引起的环的张力的增加量。6、如图所示，在直角坐标系的原点O处有一放射源，向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子。在放射源右边有一很薄的挡板，挡板与xoy平面交线的两端M、N与原点O正好构成等腰直角三角形。已知带电粒子的质量为

5、m，带电量为q，速度为，MN的长度为L。(1)若在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场，要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到挡板MN上，则电场强度E0的最小值为多大？在电场强度为E0时，打到板上的粒子动能为多大?(2)若在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场，要使板右侧的MN连线上都有粒子打到，磁场的磁感应强度不能超过多少(用m、q、L表示)?若满足此条件，放射源O向外发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边?7、如图所示，质量为0.01kg的小球b原来不带电，置于水平桌面的右边缘P点。小球a的质量为0.02kg，带有0.1C的正电荷，从半径为R=0.8m的光滑圆弧项端由静止开始滚下，到M点

6、进入水平桌面MP（其中MN段是粗糙的，动摩擦因数为0.35，NP段光滑），当a到达P点时与小球b发生正碰，并粘合在一起进入互相垂直的电、磁场区域内，匀强电场的方向竖直向上，场强大小为3.0NC，匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感强度为0.25T。已知：水平桌面高h=1.2m，MN=1.0m，NP=0.5m，g取l0ms2。求：（1）a、b粘合体在复合场中运动的时间；（2）小球a、b组成的系统在落地前的运动过程中，机械能损失了多少?8、如图所示，一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的最小的圆形匀强磁场区域（图中未画出磁场区域），粒子飞出磁场

7、后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场。电场强度大小为E，方向竖直向上。当粒子穿出电场时速度大小变为原来的倍。已知带电粒子的质量为m，电量为q，重力不计。粒子进入磁场前的速度如图与水平方向成60角。试解答：EL（1）粒子带什么电？（2）带电粒子在磁场中运动时速度多大？（3）该最小的圆形磁场区域的面积为多大？9、如图3-7-17甲所示，图的右侧MN为一竖直放置的荧光屏，O为它的中点，OO与荧光屏垂直，且长度为L在MN的左侧空间存在着方向水平向里的匀强电场，场强大小为E乙图是从左边去看荧光屏得到的平面图，在荧光屏上以O为原点建立如图的直角坐标系一细束质量为m、电量为+q的带电粒子以相同的初速度v0从O

8、点沿OO方向射入电场区域粒子的重力和粒子间的相互作用都可忽略不计（1）若再在MN左侧空间加一个匀强磁场，使得荧光屏上的亮点恰好位于原点O处，求这个磁场的磁感应强度B的大小和方向（2）如果磁感应强度B的大小保持不变，但把方向变为与电场方向相同，则荧光屏上的亮点位于图中A点处，已知A点的纵坐标为求：A点横坐标的数值10、光滑绝缘的圆形轨道竖直放置，半径为R，在其最低点A处放一质量为m的带电小球，整个空间存在匀强电场，使小球受到电场力的大小为mg，方向水平向右，现给小球一个水平向右的初速度v0，使小球沿轨道向上运动，若小球刚好能做完整的圆周运动，求v0。答案1、（1）SP间的电势差（1分）因，所以(

9、1分)小球在P点时的电势能(2分)（2）小球从P到S电场力做功（1分）小球从S第一次到达最右端电场力做功（1分）小球从P点出发第一次到达最右端电场力对小球做功(1分)（3）小球第一次从P到S有(1分)小球第一次被弹回至最右端距S板的距离为有，(1分)得（1分）同理小球第二次碰撞后有推得（1分）有，（1分）(1分)所以小球经过18次碰撞后，才能抵达A板(1分)2、（1）a1m/s20.2m/s2(2分)v1a1t10.21.0m/s0.2m/s(2分)0x/my/m0.10.20.30.40.50.10.20.3（2）x2a1t12+v1t20.21.02m+0.20.1m0.3m(3分)y2a

10、2t220.21.02m0.1m(1分)（3）v222v12,v2v10.2m/s0.28m/s(1分)a3m/s20.28m/s2(1分)E32.8106V/m(1分)（4）(3分)3、解：设电子以v0的速度射入磁场时，刚好从原点O离开磁场（如图），这时电子在磁场中的运动半径为：-2分又-2分得：-1分（1）当电子速度时，其运动半径小于或等于，电子将从x轴上的某点离开磁场，运动时间为半个周期，（2分）-2分（2）当电子速度时，其运动半径大于，电子将从y轴上某点（如D点）离开磁场。（1分）AxyovO设此时的圆心为O，由图可知，-3分所以：-3分4、（1）由，得：（4分）（2分）（2）画出粒子

11、的运动轨迹如图，可知，得：（4分）30OPAv0abco160egf（2分）（3）由数学知识可得：得：（3分）5、T=（qBR+mR）=（qB+m）6、解析：由题意知，要使y轴右侧所有运动粒子都能打在MN板上，其临界条件为：沿y轴方向运动的粒子作类平抛运动，且落在M或N点。MO=L=ta=OO=L=at2解式得E0=由动能定理知qE0L=Ek解式得Ek=由题意知，要使板右侧的MN连线上都有粒子打到，粒子轨迹直径的最小值为MN板的长度L。R0=L=12xyOMNO1O2B0=放射源O发射出的粒子中，打在MN板上的粒子的临界径迹如图所示。OM=ON，且OMONOO1OO212放射源O放射出的所有粒

12、子中只有打在MN板的左侧。7、解：（1）t=1.26s（2）E=0.46J8、解析：本题考查带电粒子在电、磁场中的两运动模型（匀速圆周运动与类平抛运动）及相关的综合分析能力，以及空间想象的能力、应用数学知识解决物理问题能力。（3分）根据粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知，粒子带负电。（3分）只有结论（结论正确），没有说理的只计1分。（9分）由于洛仑兹力对粒子不做功，故粒子以原来的速率进入电场中，设带电粒子进入电场的初速度为，在电场中偏转时做类平抛运动，由题意知粒子离开电场时的末速度大小为，将分解为平行于电场方向和垂直于电场方向的两个分速度：由几何关系知（2分）（1分）（1分）（1分）（1分）

13、联立求解得：（2分）（3）（5分）如图所示，带电粒子在磁场中所受洛伦兹力作为向心力，设在磁场中做圆周运动的半径为R，圆形磁场区域的半径为r，则：（1分）（1分）此处删了个1/2由几何知识可得：（1分）磁场区域的最小面积为（1分）联立求解得（1分）9、10、解析：小球同时受到重力和电场力作用，这时也可以认为小球处在等效重力场中。小球受到的等效重力为：G=mg等效重力加速度：g=g图47甲图47与竖直方向的夹角=30，如图47甲所示。所以B点为等效重力场中轨道的最高点，如图47，由题意，小球刚好能做完整的圆周运动，小球运动到B点时的速度vB=在等效重力场中应用机械能守恒定律：m=mg(R+Rcos

14、)+m将g、vB分别代入上式，解得给小球的初速度为：v0=10、质量为m、电量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动.A、B为两块中心开有小孔的极板.原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两板间电场中得到加速.每当粒子离开B板时,A板电势又降为零.粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而绕行半径不变.(1)设t=0时粒子静止在A板小孔处,在电场作用下加速,并绕行第一圈.求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En.(2)为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动,磁场必须周期性递增.求粒子绕行第n圈时的磁感应强度Bn.(3)求粒子绕行n圈所需的总时间tn(设极板间距远小于R).(4)在图(2)中画出A板电势与时间t的关系(从t=0起画到粒子第4次离开B板时即可).(5)在粒子绕行的整个过程中,A板电势是否可以始终保持为+U?为什么?-