【十年高考】2015-2015年全国各地高考物理试题分类汇编：交变电流（42页）.doc

2004 04（江苏卷）3 . (16分)汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O点，(O与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计．此时，在P和P间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示)． (1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小。 (2)推导出电子的比荷的表达式 解答： （1）当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心O点，设电子的速度为，则 得 即 （2）当极板间仅有偏转电场 时，电子以速度进入后，竖直方向作匀加速运动，加速度为 电子在水平方向作匀速运动，在电场内的运动时间为 这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为 离开电场时竖直向上的分速度为 电子离开电场后做匀速直线运动，经t2时间到达荧光屏 t2时间内向上运动的距离为 这样，电子向上的总偏转距离为 可解得 04（全国卷）4 （22分） 空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电量为+q、质量为m的粒子，在p点以某一初速开始运动，初速方向在图中纸面内如图中P点箭头所示。该粒子运动到图中Q点时速度方向与P点时速度方向垂直，如图中Q点箭头所示。已知P、Q间的距离为l。若保持粒子在P点时的速度不变，而将匀强磁场换成匀强电场，电场方向与纸面平行且与粒子在P点时速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由P点运动到Q点。不计重力。求： （1）电场强度的大小。 （2）两种情况中粒子由P 运动到Q点所经历的时间之差。 4．（22分） （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，以v0表示粒子在P点的初速度，R表示圆周的半径，则有 qv0B=m ① 由于粒子在Q点的速度垂直它在p点时的速度，可知粒子由P点到Q点的轨迹为圆周，故有 ② 以E表示电场强度的大小，a表示粒子在电场中加速度的大小，tE表示粒子在电场中由p点运动到Q点经过的时间，则有 qE=ma ③ ④ R=v0tE　　　⑤ 由以上各式，得 ⑥ （2）因粒子在磁场中由P点运动到Q点的轨迹为圆周，故运动经历的时间tE为圆周运动周期T的，即有 tE=T ⑦ 而 ⑧ 由⑦⑧和①式得 ⑨ 由①⑤ 两式得 ⑩ 04（全国卷）5 （19分） 一匀磁场，磁场方向垂直于xy平面，在xy平面上，磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速为v，方向沿x正方向。后来，粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为30°，P到O的距离为L，如图所示。不计重力的影响。求磁场的磁感强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R。 24．（19分） 粒子在磁场中受各仑兹力作用，作匀速圆周运动，设其半径为r， ① 据此并由题意知，粒子在磁场中的轨迹的圆心C必在y轴上， 且P点在磁场区之外。过P沿速度方向作延长线，它与x轴相交 于Q点。作圆弧过O点与x轴相切，并且与PQ相切，切点A即 粒子离开磁场区的地点。这样也求得圆弧轨迹的圆心C，如图所示。 由图中几何关系得 L=3r ② 由①、②求得 ③ 图中OA的长度即圆形磁场区的半径R，由图中几何关系可得 ④ W1= ③ W2= ④ W3= ⑤ W4= ⑥ W=W1+W2+W3+W4 ⑦ 用E1表示在碰撞过程中损失的机械能，则 E1=E－W ⑧ 由①—⑧式解得 ⑨ 代入数据得 E1=2.4J ⑩ 04（天津卷）6 ．（）发生衰变生成镭核并放出一个粒子。设该粒子的质量为、电荷量为q，它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极和间电场时，其速度为，经