摘要:15.赤道上靠近地面处的地磁场可以看成水平方向的匀强磁场.现用图示的电子束演示仪粗测该处地磁场的磁感应强度.演示仪的主体是一个真空管.P是灯丝.可以产生初速度很小的电子.PQ的间距很小.PQ间的加速电压为U.MN是荧光屏.Q到MN的距离为a.实验中首先调整演示仪的方向使加速后的电子沿地磁场的方向从电场中射出.此时电子束打在S点,将演示仪在水平面内沿从上向下看为顺时针的方向旋转90°.结果电子打在屏上的S′点.(1)通过分析确定S′在S的哪个方向.(2)若测得SS′的间距为b.已知电子质量为m.电量为e重力不计.请推导地磁场的磁感应强度大小的表达式.

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一.选择题

1.C 

2.D  

3.C   

4.B  

5.B  

6.C  

7.D  

8.C 

9. AD

 10. AC

二.实验题(18分)

11.①4.4N至5.2N均给分(2分)(图2分,从略)  ②只用一个弹簧称将橡皮条的节点拉到同一位置O点(2分),弹簧称的示数,拉力的方向(每空1分)

12.①C,E(4分)②b(2分)③ 图4分,从略,有错误就不给分

三.计算题

13.(1)弹簧被压缩到最短时,木块A与滑板B具有相同的速度,设为V,从木块A开始沿滑板B表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中,A、B系统的动量守恒:

mV0=(M+m)V                             ①

                             ②

木块A的速度:V=2m/s                    ③

(2)木块A压缩弹簧过程中,弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大。

 由能量关系,最大弹性势能:

       ④

 EP=39J                                ⑤

评分标准:本题15分.①、②式各4分,③式2分;④式3分,⑤式2分.

14.棒在0时刻受到拉力F和摩擦力f的作用,此时的加速度等于直线AO的斜率.据牛顿第二定律                    ①

又                   ②

由以上两式得                  ③

设当棒达到最大速度v时,电动势为E,电流为I,棒受到的安培力为F,

  ④             ⑤           ⑥

此时棒处在平衡状态           ⑦

由③--⑦得                      ⑧

(1)   电阻上产生的热量等于过程中导体棒克服安培力所的功W

对棒应用动能定理    ⑨

带入数据得                     ⑩

过程中电阻上产生的热量为20J

评分标准: 共17分,②③⑤⑧式各1分,其余每式2分

15.⑴旋转后电子的初速度与地磁场的方向垂直,受到向下的洛仑兹力,在与地磁场垂直的平面内沿圆弧运动,S′应在S的正下方.

⑵旋转后,电子的运动轨迹如图所示,设轨道半径为R

(R-b)2+a2=R2                 ①

电子经加速电场所获得的速度为v

eU=mv2            ②

洛仑兹力提供做圆周运动的向心力,高地磁场磁感应强度大小为B

Bev=m            ③

由以上三式解得

B=        ④

 

 

 

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