近七年4、5兩個(gè)專題

1、近七年四、五專題對應(yīng)高考題(09年)16如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置3個(gè)電荷量均為的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為的輕質(zhì)彈簧絕緣連接。當(dāng)3個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每根彈簧長度為 已知靜電力常量為，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長為（ ）A B C D(09年)20空間存在勻強(qiáng)電場，有一電荷量、質(zhì)量的粒子從點(diǎn)以速率射入電場，運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)速率為。現(xiàn)有另一電荷量、質(zhì)量的粒子以速率仍從點(diǎn)射入該電場，運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)速率為。若忽略重力的影響，則( )A在、三點(diǎn)中，點(diǎn)電勢最高 B在、三點(diǎn)中，點(diǎn)電勢最高C間的電勢差比間的電勢差大 D間的電勢差比間的電勢差小(11年)20利用如圖所示裝置可以選擇一定速度范

2、圍內(nèi)的帶電粒子。圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，板上的兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L，一群質(zhì)量為m電荷量為q,具有不同速度的粒子從寬度2d為的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場，對于能夠從寬度為d的縫射出的粒子，下列說法正確的是( )A粒子帶正電B射出粒子的最大速度為C保持d和L不變，增大B，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大。D保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大。(12年)19.用金屬做成一個(gè)不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5cm是圓環(huán)被吸引到筆套

3、上，如圖所示。對上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說法正確的是( )A.摩擦使筆套帶電B.筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)上、下都感應(yīng)出異號電荷C.圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D.筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和(13年)20注入工藝中，初速度可忽略的離子P+和P3+，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里，有一定的寬度的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖所示，已知離子P+在磁場中轉(zhuǎn)過=30°后從磁場右邊界射出。在電場和磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子P+和P3+ （ ）A在內(nèi)場中的加速度之比為1:1 B在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為根號3:1C在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之

4、比為1：2 D離開電場區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1:3 (15年)14.下列說法正確的是( )A電流通過導(dǎo)體的熱功率與電流大小成正比B力對物體所做的功與力的作用時(shí)間成正比C電容器所帶電荷量與兩極板間的電勢差成正比D彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧伸長量成正比(15年)16.如圖所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對平行放置。工作時(shí)兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在金屬極板中間，則( )A乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷B乒乓球受到擾動(dòng)后，會(huì)被吸在左極板上C乒乓球共受到電場力，重力和庫侖力三個(gè)力的作用D用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，放開后乒乓球會(huì)在兩極板間來

5、回碰撞(09年)25.（22分）如圖所示，x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上。在xOy平面內(nèi)有與y軸平行的勻強(qiáng)電場，在半徑為R的圓內(nèi)還有與xOy平面垂直的勻強(qiáng)磁場。在圓的左邊放置一帶電微粒發(fā)射裝置，它沿x軸正方向發(fā)射出一束具有相同質(zhì)量m、電荷量q（q>0）和初速度v的帶電微粒。發(fā)射時(shí)，這束帶電微粒分布在0<y<2R的區(qū)間內(nèi)。已知重力加速度大小為g。（1）從A點(diǎn)射出的帶電微粒平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入有磁場區(qū)域，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向離開，求點(diǎn)場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。（2）請指出這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域，并說明理由。（3）若這束帶電微粒初速度變?yōu)?v，那么它們與x

6、軸相交的區(qū)域又在哪里？并說明理由。(10年)23.（20分）如圖所示，一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過O點(diǎn)垂直紙面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其在紙面上的長度為L1，垂直紙面的寬度為L2。在膜的下端（圖中A處）掛有一平行于轉(zhuǎn)軸，質(zhì)量為m，長為L2的導(dǎo)體棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足夠大的太陽能光電池板，能接收到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的所有光能，并將光能轉(zhuǎn)化成電能。光電池板可等效為一個(gè)一電池，輸出電壓恒定為U；輸出電流正比于光電池板接收到的光能（設(shè)垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定）。導(dǎo)體棒處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中，并與光電池構(gòu)成回路，流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流垂直紙面向外（注：光電池與導(dǎo)體棒直接相連，連接導(dǎo)

7、線未畫出）。（1）現(xiàn)有一束平行光水平入射，當(dāng)反射膜與豎直方向成時(shí)，導(dǎo)體棒處于受力平衡狀態(tài)，求此時(shí)電流強(qiáng)度的大小和光電池的輸出功率。（2）當(dāng)變成時(shí)，通過調(diào)整電路使導(dǎo)體棒保持平衡，光電池除維持導(dǎo)體棒平衡外，還能輸出多少額外電功率？ (10年)24. （22分）在一個(gè)放射源水平放射出和三種射線，垂直射入如圖所示磁場。區(qū)域和的寬度均為d，各自存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，兩區(qū)域的磁感強(qiáng)度大小B相等，方向相反（粒子運(yùn)動(dòng)不考慮相對論效應(yīng)）。（1）若要篩選出速率大于v1的粒子進(jìn)入?yún)^(qū)域，要磁場寬度d與B和v1的關(guān)系。（2）若B=0.0034T，v1=0.1c（c是光速度），則可得d；粒子的速率為0.001c，計(jì)算

8、和射線離開區(qū)域時(shí)的距離；并給出去除和射線的方法。（3）當(dāng)d滿足第（1）小題所給關(guān)系時(shí)，請給出速率在v1<v<v2區(qū)間的粒子離開區(qū)域時(shí)的位置和方向。（4）請?jiān)O(shè)計(jì)一種方案，能使離開區(qū)域的粒子束在右側(cè)聚焦且水平出射。BB已知：電子質(zhì)量，粒子質(zhì)量，電子電荷量，（時(shí)）。(11年)24（24分）節(jié)能混合動(dòng)力車是一種可以利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力來源的汽車。有一質(zhì)量kg的混合動(dòng)力轎車，在平直公路上以km/h勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為kW。當(dāng)駕駛員看到前方有80km/h的限速標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變，立即啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎車做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)m后，速度變?yōu)椤４诉^程

9、中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的 用于轎車的牽引， 用于供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能。假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力保持不變。求1）轎車以在平直公路上勻速行駛，所受阻力的大小2）轎車以減速到過程中，獲得的電能電 ；3）轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能電 ，維持在勻速運(yùn)動(dòng)的距離。(11年)25（22分）如圖甲所示，靜電除塵裝置中有長為L、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后面板使用絕緣材料，上下面板使用金屬材料。圖乙是裝置的截面圖，上、下兩板與電壓恒定的高壓直流電源相連。質(zhì)量為m、電荷量為-q、分布均勻的塵埃以水平速度進(jìn)入矩形通道、當(dāng)帶負(fù)電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中

10、和，同時(shí)被收集。通過調(diào)整兩板間距d可以改變收集效率。當(dāng)d=時(shí)，為81%（即離下板081范圍內(nèi)的塵埃能夠被收集）。不過塵埃的重力及塵埃之間的相互作用：（1）求收集效率為100%時(shí)，兩板間距的最大值d；（2）求收集效率為與兩板間距d 的函數(shù)關(guān)系；（3）若單位體積內(nèi)的塵埃數(shù)為n，求穩(wěn)定工作時(shí)單位時(shí)間下板收集的塵埃量與兩板之間d的函數(shù)關(guān)系，并繪出圖線。(12年)24.(20分)如圖所示，兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上。兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。將噴墨打印機(jī)的噴口靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴。調(diào)節(jié)電源電壓

11、至U, 墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入電場、磁場共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點(diǎn)。（1）判段墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值；（3）現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間的位置。為了使墨滴仍能到達(dá)下板M點(diǎn)，應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度 調(diào)至B,則B的大小為多少？(13年)24(20分)“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成。偏轉(zhuǎn)器是由兩個(gè)相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心圓金屬半球面A和B構(gòu)成，A、B為電勢值不等的等勢面，其過球心的截面如圖所示。一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動(dòng)能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)

12、域，最后到達(dá)偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N，其中動(dòng)能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)N板的正中間。忽略電場的邊緣效應(yīng)。（1）判斷球面A、B的電勢高低，并說明理由；（2）求等勢面C所在處電場強(qiáng)度E的大小；（3）若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為A、B和C，則到達(dá)N板左、右邊緣處的電子，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動(dòng)能改變量EK左和EK右分別為多少？（4）比較|EK左|和|EK右|的大小，并說明理由。(13年)25（22分）為了降低潛艇噪音，提高其前進(jìn)速度，可用電磁推進(jìn)器替代螺旋槳。潛艇下方有左、右兩組推進(jìn)器，每組由6個(gè)相同的用絕緣材料制成的直線通道推進(jìn)器構(gòu)成，其原理示意圖如下。在直線通道內(nèi)充滿電阻率=

13、0.2m的海水，通道中axbxc=0.3mx0.4mx0.3m的空間內(nèi)，存在由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B=6.4T、方向垂直通道側(cè)面向外。磁場區(qū)域上、下方各有axb=0.3mx0.4m的金屬板M、N，當(dāng)其與推進(jìn)器專用直流電源相連后，在兩板之間的海水中產(chǎn)生了從N到M，大小恒為I=1.0x103A的電流，設(shè)電流只存在于磁場區(qū)域。不計(jì)電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻，海水密度=1.0x103kg/m3。（1）求一個(gè)直線通道推進(jìn)器內(nèi)磁場對通電海水的作用力大小，并判斷其方向。（2）在不改變潛艇結(jié)構(gòu)的前提下，簡述潛艇如何轉(zhuǎn)彎？如何倒車？（3）當(dāng)潛艇以恒定速度v0=30m/s前進(jìn)時(shí)，海水在出口處相對于推進(jìn)器的

14、速度v=34m/s，思考專用直流電源所提供的電功率如何分配，求出相應(yīng)功率的大小。 (14年)25.（22分）離子推進(jìn)器是太空飛行器常用的動(dòng)力系統(tǒng)，某種推進(jìn)器設(shè)計(jì)的簡化原理如圖1所示，截面半徑為R的圓柱腔分為兩個(gè)工作區(qū)。I為電離區(qū)，將氙氣電離獲得1價(jià)正離子，II為加速區(qū)，長度為L，兩端加有電壓，形成軸向的勻強(qiáng)電場。I區(qū)產(chǎn)生的正離子以接近0的初速度進(jìn)入II區(qū)，被加速后以速度vM從右側(cè)噴出。I區(qū)內(nèi)有軸向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在離軸線R/2處的C點(diǎn)持續(xù)射出一定速度范圍的電子。假設(shè)射出的電子僅在垂直于軸線的截面上運(yùn)動(dòng)，截面如圖2所示（從左向右看）。電子的初速度方向與中心O點(diǎn)和C點(diǎn)的連線成角（0

15、<<90）。推進(jìn)器工作時(shí)，向I區(qū)注入稀薄的氙氣。電子使氙氣電離的最小速度為v0，電子在I區(qū)內(nèi)不與器壁相碰且能到達(dá)的區(qū)域越大，電離效果越好。已知離子質(zhì)量為M；電子質(zhì)量為m，電量為e。（電子碰到器壁即被吸收，不考慮電子間的碰撞）。（1） 求II區(qū)的加速電壓及離子的加速度大??；（2） 為取得好的電離效果，請判斷I區(qū)中的磁場方向（按圖2說明是“垂直紙面向里”或“垂直紙面向外”）；（3） 為90時(shí)，要取得好的電離效果，求射出的電子速率v的范圍；（4） 要取得好的電離效果，求射出的電子最大速率vm與的關(guān)系。(15年)25.使用回旋加速器的實(shí)驗(yàn)需要把離子束從加速器中引出，離子束引出的方法有磁屏蔽

16、通道法和靜電偏轉(zhuǎn)法等。質(zhì)量為m，速度為v的離子在回旋加速器內(nèi)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軌道時(shí)半徑為r的圓，圓心在O點(diǎn)，軌道在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。為引出離子束，使用磁屏蔽通道法設(shè)計(jì)引出器。引出器原理如圖所示，一堆圓弧形金屬板組成弧形引出通道，通道的圓心位于點(diǎn)（點(diǎn)圖中未畫出）。引出離子時(shí)，令引出通道內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度降低，從而使離子從P點(diǎn)進(jìn)入通道，沿通道中心線從Q點(diǎn)射出。已知OQ長度為L。OQ與OP的夾角為，（1）求離子的電荷量q并判斷其正負(fù)（2）離子從P點(diǎn)進(jìn)入，Q點(diǎn)射出，通道內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)降為，求；（3）換用靜電偏轉(zhuǎn)法引出離子束，維持通道內(nèi)的原有磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，在內(nèi)外金屬板間加

17、直流電壓，兩板間產(chǎn)生徑向電場，忽略邊緣效應(yīng)。為使離子仍從P點(diǎn)進(jìn)入，Q點(diǎn)射出，求通道內(nèi)引出軌跡處電場強(qiáng)度E的方向和大小。近七年四、五專題對應(yīng)高考題(09年)16如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置3個(gè)電荷量均為的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為的輕質(zhì)彈簧絕緣連接。當(dāng)3個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每根彈簧長度為 已知靜電力常量為，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長為（ C ）A B C D(09年)20空間存在勻強(qiáng)電場，有一電荷量、質(zhì)量的粒子從點(diǎn)以速率射入電場，運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)速率為?，F(xiàn)有另一電荷量、質(zhì)量的粒子以速率仍從點(diǎn)射入該電場，運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)速率為。若忽略重力的影響，則( AD )A在、三點(diǎn)中，點(diǎn)電勢最高

18、B在、三點(diǎn)中，點(diǎn)電勢最高C間的電勢差比間的電勢差大D間的電勢差比間的電勢差小(11年)20利用如圖所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子。圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，板上的兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L，一群質(zhì)量為m電荷量為q,具有不同速度的粒子從寬度2d為的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場，對于能夠從寬度為d的縫射出的粒子，下列說法正確的是( BC )A粒子帶正電B射出粒子的最大速度為C保持d和L不變，增大B，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大。D保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大。(12年)19.用金屬做成一個(gè)不帶電的圓環(huán)

19、，放在干燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5cm是圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所示。對上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說法正確的是( ABC )A.摩擦使筆套帶電B.筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)上、下都感應(yīng)出異號電荷C.圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D.筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和(13年)20注入工藝中，初速度可忽略的離子P+和P3+，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里，有一定的寬度的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖所示，已知離子P+在磁場中轉(zhuǎn)過=30°后從磁場右邊界射出

20、。在電場和磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子P+和P3+A在內(nèi)場中的加速度之比為1:1B在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為根號3:1C在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為1：2D離開電場區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1:320.BCD解析：根據(jù)，認(rèn)為兩種粒子的質(zhì)量近似相等，可得，粒子進(jìn)入磁場時(shí)，動(dòng)能之比為1:3，在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度,軌道半徑，可得半徑之比為:1；加速度之比為: ；由幾何關(guān)系知，P3+在磁場轉(zhuǎn)過60o,帶電粒子在磁場中速度不變，離開電場區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1:3。(15年)14.下列說法正確的是( C )A電流通過導(dǎo)體的熱功率與電流大小成正比B力對物體所做的功與力的作用時(shí)間成正比C電容器所帶電荷量與兩極板間的電勢差成正比D

21、彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧伸長量成正比(15年)16.如圖所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對平行放置。工作時(shí)兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在金屬極板中間，則( D )A乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷B乒乓球受到擾動(dòng)后，會(huì)被吸在左極板上C乒乓球共受到電場力，重力和庫侖力三個(gè)力的作用D用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，放開后乒乓球會(huì)在兩極板間來回碰撞(09年)25.（22分）如圖所示，x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上。在xOy平面內(nèi)有與y軸平行的勻強(qiáng)電場，在半徑為R的圓內(nèi)還有與xOy平面垂直的勻強(qiáng)磁場。在圓的左邊放置一帶電微粒發(fā)射裝置，

22、它沿x軸正方向發(fā)射出一束具有相同質(zhì)量m、電荷量q（q>0）和初速度v的帶電微粒。發(fā)射時(shí)，這束帶電微粒分布在0<y<2R的區(qū)間內(nèi)。已知重力加速度大小為g。（1）從A點(diǎn)射出的帶電微粒平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入有磁場區(qū)域，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向離開，求點(diǎn)場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。（2）請指出這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域，并說明理由。（3）若這束帶電微粒初速度變?yōu)?v，那么它們與x軸相交的區(qū)域又在哪里？并說明理由。25.(22分) (1)帶電微粒平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入磁場，說明帶電微粒所受重力和電場力的大小相等，方向相反。設(shè)電場強(qiáng)度大小為E，由mg=qE 可得電場強(qiáng)度大小 方向沿y

23、軸正方向。 帶電微粒進(jìn)人磁場后受到重力、電場力和洛侖茲力的作用。由于電場力和重力相互抵消，它將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如圖(a)所示，考慮到帶電微粒是從C點(diǎn)水平進(jìn)入磁場，過0點(diǎn)后沿y軸負(fù)方向離開磁場，可得圓周運(yùn)動(dòng)半徑r=R設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，由可得磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 方向垂直xOy平面向外。(2)這束帶電微粒都通過坐標(biāo)原點(diǎn)。 理由說明如下： 方法一：從任一點(diǎn)P水平進(jìn)人磁場的帶電微粒在磁場中做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其圓心位于其正下方的Q點(diǎn)，如圖(b)所示。這樣，這束帶電微粒進(jìn)入磁場后的圓心軌跡是如圖所示的虛線半圓，此半圓的圓心是坐標(biāo)原點(diǎn)。所以，這束帶電微粒都是通過坐標(biāo)原點(diǎn)后離開磁場的。 方法二：從任一點(diǎn)

24、P水平進(jìn)入磁場的帶電微粒在磁場中做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如圖(b)所示，設(shè)P點(diǎn)與0´點(diǎn)的連線與y軸的夾角為，其圓周運(yùn)動(dòng)的圓心Q的坐標(biāo)為(-Rsin，Rcos)，圓周運(yùn)動(dòng)軌跡方程為 而磁場邊界是圓心坐標(biāo)為(0，R)的圓周，其方程為 解上述兩式，可得帶電微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡與磁場邊界的交點(diǎn)為或 坐標(biāo)為(-Rsin，R(1+cos)的點(diǎn)就是P點(diǎn)，須舍去。由此可見，這束帶電微粒都是通過坐標(biāo)原點(diǎn)后離開磁場的。(3)這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域是x>0。 理由說明如下： 帶電微粒初速度大小變?yōu)?v，則從任一點(diǎn)P水平進(jìn)入磁場的帶電微粒在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r´為r´

25、;=帶電微粒在磁場中經(jīng)過一段半徑為的圓弧運(yùn)動(dòng)后，將在軸的右方(區(qū)域)離開磁場并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖(c)所示?？拷c(diǎn)發(fā)射出來的帶電微粒在穿出磁場后會(huì)射向x軸正方向的無窮遠(yuǎn)處：靠近點(diǎn)發(fā)射出來的帶電微粒會(huì)在靠近原點(diǎn)之處穿出磁場。 所以，這束帶電微粒與2軸相交的區(qū)域范圍是(10年)23.（20分）如圖所示，一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過O點(diǎn)垂直紙面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其在紙面上的長度為L1，垂直紙面的寬度為L2。在膜的下端（圖中A處）掛有一平行于轉(zhuǎn)軸，質(zhì)量為m，長為L2的導(dǎo)體棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足夠大的太陽能光電池板，能接收到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的所有光能，并將光能轉(zhuǎn)化成電能。光電池板可等效為

26、一個(gè)一電池，輸出電壓恒定為U；輸出電流正比于光電池板接收到的光能（設(shè)垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定）。導(dǎo)體棒處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中，并與光電池構(gòu)成回路，流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流垂直紙面向外（注：光電池與導(dǎo)體棒直接相連，連接導(dǎo)線未畫出）。（1）現(xiàn)有一束平行光水平入射，當(dāng)反射膜與豎直方向成時(shí)，導(dǎo)體棒處于受力平衡狀態(tài)，求此時(shí)電流強(qiáng)度的大小和光電池的輸出功率。（2）當(dāng)變成時(shí)，通過調(diào)整電路使導(dǎo)體棒保持平衡，光電池除維持導(dǎo)體棒平衡外，還能輸出多少額外電功率？mgBIL2解析：（1）導(dǎo)體棒受力如圖 光電池輸出功率（即光電池板接收到的光能對應(yīng)的功率）為（2）維持導(dǎo)體棒平衡需要的電流為而當(dāng)變?yōu)闀r(shí)光電池板

27、因被照射面積增大使電池輸出的電流也增大需要在導(dǎo)體棒兩端并聯(lián)一個(gè)電阻，題目要求的就是這個(gè)電阻上的功率。由并聯(lián)電路特點(diǎn)得：光電池提供的總電流以下關(guān)鍵是求光電池輸出功率為（為當(dāng)變成時(shí)，光電池板接收到的光能對應(yīng)的功率。）已知垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定（設(shè)為P0）由右圖可知 已知電池輸出電流正比于光電池板接收到的光能光電池能提供的額外功率為(10年)24. （22分）在一個(gè)放射源水平放射出和三種射線，垂直射入如圖所示磁場。區(qū)域和的寬度均為d，各自存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，兩區(qū)域的磁感強(qiáng)度大小B相等，方向相反（粒子運(yùn)動(dòng)不考慮相對論效應(yīng)）。（1）若要篩選出速率大于v1的粒子進(jìn)入?yún)^(qū)域，要磁場寬度d

28、與B和v1的關(guān)系。（2）若B=0.0034T，v1=0.1c（c是光速度），則可得d；粒子的速率為0.001c，計(jì)算和射線離開區(qū)域時(shí)的距離；并給出去除和射線的方法。（3）當(dāng)d滿足第（1）小題所給關(guān)系時(shí)，請給出速率在v1<v<v2區(qū)間的粒子離開區(qū)域時(shí)的位置和方向。（4）請?jiān)O(shè)計(jì)一種方案，能使離開區(qū)域的粒子束在右側(cè)聚焦且水平出射。已知：電子質(zhì)量，粒子質(zhì)量，電子電荷量，（時(shí)）。BBBB解析：（1）作出臨界軌道，由幾何關(guān)系知r=d 由得（2）對電子： 對粒子：BBy 作出軌道如圖豎直方向上的距離 區(qū)域的磁場不能將射線和射線分離，可用薄紙片擋住射線，用厚鉛板擋住射線。（3）畫出速率分別為和的粒

29、子離開區(qū)域的軌跡如下圖速率在區(qū)域間射出的粒子束寬為 BB （4）由對稱性可設(shè)計(jì)如圖所示的磁場區(qū)域，最后形成聚集且水平向右射出。BBBB (11年)24（24分）節(jié)能混合動(dòng)力車是一種可以利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力來源的汽車。有一質(zhì)量kg的混合動(dòng)力轎車，在平直公路上以km/h勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為kW。當(dāng)駕駛員看到前方有80km/h的限速標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變，立即啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎車做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)m后，速度變?yōu)椤４诉^程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的 用于轎車的牽引， 用于供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能。假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過程中所受

30、阻力保持不變。求（1）轎車以在平直公路上勻速行駛，所受阻力的大?。?）轎車以減速到過程中，獲得的電能電 ；（3）轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能電 ，維持在勻速運(yùn)動(dòng)的距離。(11年)25（22分）如圖甲所示，靜電除塵裝置中有長為L、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后面板使用絕緣材料，上下面板使用金屬材料。圖乙是裝置的截面圖，上、下兩板與電壓恒定的高壓直流電源相連。質(zhì)量為m、電荷量為-q、分布均勻的塵埃以水平速度進(jìn)入矩形通道、當(dāng)帶負(fù)電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和，同時(shí)被收集。通過調(diào)整兩板間距d可以改變收集效率。當(dāng)d=時(shí)，為81%（即離下板081范圍內(nèi)的塵埃能夠被收集）。不過塵埃的重力及塵

31、埃之間的相互作用：（1）求收集效率為100%時(shí)，兩板間距的最大值d；（2）求收集效率為與兩板間距d 的函數(shù)關(guān)系；（3）若單位體積內(nèi)的塵埃數(shù)為n，求穩(wěn)定工作時(shí)單位時(shí)間下板收集的塵埃量與兩板之間d的函數(shù)關(guān)系，并繪出圖線。24（20分） （1）汽車牽引力與輸出功率關(guān)系將代入得當(dāng)轎車勻速行駛時(shí)，牽引力與阻力大小相等，有 （2）在減速過程中，注意到發(fā)動(dòng)機(jī)只有用于汽車的牽引。根據(jù)動(dòng)能定理有代入數(shù)據(jù)得電源獲得的電能為 （3）根據(jù)題設(shè)，轎車在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力仍為。在此過程中，由能量轉(zhuǎn)化及守恒定律可知，僅有電能用于克服阻力做功代入數(shù)據(jù)得25（22分） （1）收集效率為81%，即離下板0.81的塵埃

32、恰好到達(dá)下板的右端邊緣，設(shè)高壓電源的電壓為U，則在水平方向有在豎直方向有其中當(dāng)減小兩板間距時(shí)，能夠增大電場強(qiáng)度，提高裝置對塵埃的收集效率。收集效率恰好為100%時(shí)，兩板間距即為。如果進(jìn)一步減小，收集交率仍為100%。因此，在水平方向有在豎直方向有其中聯(lián)立各式可得 （2）通過前面的求解可知，當(dāng)時(shí)，收集效率均為100%當(dāng)時(shí)，設(shè)距下板處的塵埃恰好到達(dá)下板的右端邊緣，此時(shí)有根據(jù)題意，收集效率為聯(lián)立、及式可得 （3）穩(wěn)定工作時(shí)單位時(shí)間下板收集的塵埃質(zhì)量為當(dāng)，因此當(dāng)，因此繪出的圖線如下(12年)24.(20分)如圖所示，兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上。兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙

33、面向里的勻強(qiáng)磁場。將噴墨打印機(jī)的噴口靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴。調(diào)節(jié)電源電壓至U, 墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入電場、磁場共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點(diǎn)。（1）判段墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值；（3）現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間的位置。為了使墨滴仍能到達(dá)下板M點(diǎn)，應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度 調(diào)至B,則B的大小為多少？(13年)24(20分)“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成。偏轉(zhuǎn)器是由兩個(gè)相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心圓金屬半球面A和B構(gòu)成，A、B為電勢

34、值不等的等勢面，其過球心的截面如圖所示。一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動(dòng)能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域，最后到達(dá)偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N，其中動(dòng)能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)N板的正中間。忽略電場的邊緣效應(yīng)。（1）判斷球面A、B的電勢高低，并說明理由；（2）求等勢面C所在處電場強(qiáng)度E的大小；（3）若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為A、B和C，則到達(dá)N板左、右邊緣處的電子，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動(dòng)能改變量EK左和EK右分別為多少？（4）比較|EK左|和|EK右|的大小，并說明理由。(13年)25（22分）為了降低潛艇噪音，提高其前進(jìn)速度，可用電磁推進(jìn)器替

35、代螺旋槳。潛艇下方有左、右兩組推進(jìn)器，每組由6個(gè)相同的用絕緣材料制成的直線通道推進(jìn)器構(gòu)成，其原理示意圖如下。在直線通道內(nèi)充滿電阻率=0.2m的海水，通道中axbxc=0.3mx0.4mx0.3m的空間內(nèi)，存在由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B=6.4T、方向垂直通道側(cè)面向外。磁場區(qū)域上、下方各有axb=0.3mx0.4m的金屬板M、N，當(dāng)其與推進(jìn)器專用直流電源相連后，在兩板之間的海水中產(chǎn)生了從N到M，大小恒為I=1.0x103A的電流，設(shè)電流只存在于磁場區(qū)域。不計(jì)電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻，海水密度=1.0x103kg/m3。（1）求一個(gè)直線通道推進(jìn)器內(nèi)磁場對通電海水的作用力大小，并判斷其方向。

36、（2）在不改變潛艇結(jié)構(gòu)的前提下，簡述潛艇如何轉(zhuǎn)彎？如何倒車？（3）當(dāng)潛艇以恒定速度v0=30m/s前進(jìn)時(shí)，海水在出口處相對于推進(jìn)器的速度v=34m/s，思考專用直流電源所提供的電功率如何分配，求出相應(yīng)功率的大小。24.(20分)（1）電子（帶負(fù)點(diǎn)）做圓周運(yùn)動(dòng)，電場力方向指向球心，電場方向從B指向A,B板電勢高于A板。（2）據(jù)題意，電子在電場力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，考慮到圓軌道上的電場強(qiáng)度E大小相同，有：聯(lián)立解得：(3)電子運(yùn)動(dòng)時(shí)只有電場力做功，根據(jù)動(dòng)能定理，有對到達(dá)N板左邊緣的電子，電場力做正功，動(dòng)能增加，有對到達(dá)N板右邊緣的電子，電場力做負(fù)功，動(dòng)能減小，有(4)根據(jù)電場線特點(diǎn)，等勢面B與C之間的電場強(qiáng)度大于C與A之間的電場強(qiáng)度，考慮到等勢面間距相等，有即25.（22分）（1）將通電海水看成導(dǎo)線，所受磁場力代入數(shù)據(jù)得：用左手定則判斷磁場對海水作用力方向向右（或與海水出口方向相同）（2）考慮到潛艇下方有左、右2組推進(jìn)器，可以開啟或關(guān)閉不同個(gè)數(shù)的左右兩側(cè)的直線通道推進(jìn)器，實(shí)施轉(zhuǎn)彎。改變電流方向，或者磁場方向，可以改變海水所受磁場力的方向，根據(jù)牛頓第三定律，使?jié)撏А暗管嚒?。?）電源提供的電功率中的第一部分：牽引功率根據(jù)牛頓第三定律：當(dāng)?shù)诙?/p>