题目内容

16．如图所示为某一装置的俯视图，PQ、MN为竖直放置且足够长的平行金属薄板，该空间有磁感应强度为B的匀强磁场，方向平行于薄板平面向里，金属棒AB垂直放置在两板上且与两板接触良好．现有质量为m，电荷量为+q的粒子以初速度V0水平向左射入两板之间，若磁场足够大，粒子的重力不计，且粒子不会打到两板上，则（　　）
A．若带电粒子做匀速直线运动，则金属棒AB应向右运动
B．金属棒的速度为2V0时，带电粒子可能做匀速直线运动
C．若金属棒的运动速度也为V0，则带电粒子一定做匀速直线运动
D．若金属棒一直未动，则带电粒子从初始时刻到位移大小为$\frac{m{v}_{0}}{qB}$的时间间隔可能为$\frac{πm}{3qB}$

分析 ABC、带电粒子在复合场中匀速运动时受力平衡，这类题复合场中比较常见．掌握公式F电=F洛，代入有关表达式即可得到答案．
D、明确金属棒停止后带电粒子的运动情况：金属棒停止后两板间的电场消失，只存在磁场，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动．由洛伦兹力充当向心力可以求的轨道半径，依据半径可以求出位移大小$\frac{m{V}_{0}}{qB}$时所对应的圆心角，进而可以求得时间．

解答 解：ABC、因电荷为正电荷，若电荷做匀速直线运动，则两板间的电场力和洛伦兹力平衡，则AB应向左匀速运动，
设其速度为v，则有：U=BLv，L为两板间距        
依题意电荷受力平衡，则有：qE=qv0B    
又    E=$\frac{U}{L}$
解得    v=v0，故AB错误，C正确；
D、因AB不动，两板间电场消失，电荷在B中做匀速圆周运动，有：
 qv0B=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{r}$，即：r=$\frac{m{v}_{0}}{qB}$
当粒子位移大小达到$\frac{m{v}_{0}}{qB}$=r时，依题意，
由几何关系可知，电荷轨迹圆弧所对圆心角为60°，则：t=$\frac{T}{6}$=$\frac{1}{6}$•$\frac{2πm}{qB}$=$\frac{πm}{3qB}$；
也可能轨迹圆弧所对圆心角为300°，则：t=$\frac{5T}{6}$=$\frac{5}{6}$•$\frac{2πm}{qB}$=$\frac{5πm}{3qB}$，故D正确；
故选：CD．

点评 关键要正确分析电荷的受力情况，比较简单，同时确定D选项时，注意正确分析粒子的运动轨迹是解题的关键．

练习册系列答案
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6．图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，M、N是介质中的质点，图乙为质点N的振动图象，下列说法正确的是（　　）（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）．
A．该波沿x轴的正方向传播
B．t=0时刻，质点M向y轴的负方向运动
C．经过一个周期，质点N通过的路程为32cm
D．t=6.5s时，质点M位于平衡位置
E．该波的传播速度不一定为$\frac{4}{3}$×10-2m/s
7．如图，M、N、Q是匀强电场中的三点，MN垂直于NQ，MN=4cm，NQ=3cm，MQ与电场方向平行，M，N两点的电势分别为5V和1.8V．则电场强度大小和Q点的电势分别为（　　）
A．100V/m和1VB．80V/m和0C．100V/m和0D．80V/m和1V
4．图甲为某种速度选择器示意图（图乙是该装置的俯视图），加速电场右侧是一半径为R的接地竖直金属圆筒，它与加速电场靠得很近，圆筒可绕竖直中心轴以某一角速度逆时针匀速转动．O1、O2为加速电场两极板上的小孔，O3、O4为圆筒直径两端的小孔，竖直荧光屏abcd与直线O1O2平行，且到圆筒的竖直中心轴的距离OP=3R．粒子源发出同种粒子经电场加速进入圆筒（筒内加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B），经磁场偏转后，通过圆筒的小孔打到光屏上产生亮斑，即被选中．整个装置处于真空室中，不计粒子重力及粒子间相互作用．

（1）若开始时圆筒静止且圆筒内不加磁场，同时让O1、O2、O3、O、O4在同一直线上．初速度不计的带电粒子从小孔O1进入加速电场，再从小孔O3打入圆筒从O4射出．当加速电压调为U0时，测出粒子在圆筒中运动的时间为t0，请求出此粒子的比荷$\frac{q}{m}$；
（2）仅调整加速电场的电压，可以使粒子以不同的速度射入圆筒，若在光屏上形成的亮斑范围为Q1P=PQ2=$\sqrt{3}$R，求达到光屏的粒子所对应的速率v的范围，以及圆筒转动的角速度ω．
11．如图所示，理想变压器原副线圈的匝数之比为10：1，原线圈两端接有一正弦式交变电流，理想电压表V的示数为220V，负载电阻R的阻值为44Ω，下列判断正确的是（　　）
A．原线圈两端电压的有效值为220VB．原线圈中通过的电流为5A
C．副线圈中通过的电流为0.5AD．负载电阻R消耗的电功率为22W
1．如图所示，理想变压器输入交变电压u=220$\sqrt{2}$sin100πt（V），理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，已知电水壶额定功率为880W，排气扇机内电阻为1Ω，电流表示数为18A，各用电器均正常工作．电流表为理想电表．下列说法正确的是（　　）
A．变压器的输入功率为1980W
B．通过排气扇的电流为15A
C．排气扇的输出功率为1000W
D．理想变压器输出电压表达式为u=110$\sqrt{2}$cos50π t（V）
8．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，电压表和电流表均为理想电表，二极管为理想二极管，灯泡电阻R=55Ω，原线圈两端加如图乙所示的电压，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的读数为$\sqrt{2}$AB．电压表的读数为110V
C．灯泡L的功率为440WD．副线圈两端电压为110V
5．小敏同学利用木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和两根弹簧这些器材来“探究求合力的方法”．

（1）为完成实验，小敏同学利用图（甲）实验装置先测量两根弹簧劲度系数．
①在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB，并记录所挂钩码的质量m．
②某次测量结果如图（乙）所示，指针示数为20.00cm．
③将得到的数据用”o”和“x“描到如图 （丙）所示的图象上．
④在图（丙）上用作图法作图．并求出弹簧Ⅰ的劲度系数为12.9N/m（重力加速度g=10m/s2）
（2）小敏同学用已测得劲度系数的弹簧Ⅰ、Ⅱ来做如图（丁）所示的实验，先用两根弹簧分别钩住细绳套，然后互成角度地拉动，直至结点O拉到某一位置．记下结点O的位置、弹簧I和Ⅱ的自然长度、弹簧I、II的长度及两细线的方向．
9．如图，静电喷涂时，被喷工件接正极，喷枪口接负极，它们之间形成高压电场．涂料微粒从喷枪口喷出后，只在静电力作用下向工件运动，最后吸附在工件表面，图中虚线为涂料微粒的运动轨迹．下列说法正确的是（　　）
A．涂料微粒一定带正电
B．图中虚线可视为高压电场的部分电场线
C．微粒做加速度先减小后增大的曲线运动
D．喷射出的微粒动能不断转化为电势能

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