高三电学24.doc

24如图3112所示，水平方向的匀强电场的场强为（场区宽度为，竖直方向足够长），紧挨着电场的是垂直纸面向外的两个匀强磁场区，其磁感应强度分别为和2一个质量为、电量为的带正电粒子（不计重力），从电场的边界上的点由静止释放，经电场加速后进入磁场，经过6时间穿过中间磁场，进入右边磁场后能按某一路径再返回到电场的边界上的某一点（虚线为场区的分界面）求：（1）中间磁场的宽度；（2）粒子从点到点共经历的时间；（3）当粒子第次到达电场的边界时与出发点之间的距离 图311221如图3110所示，理想变压器原线圈中输入电压3300，副线圈两端电压为220，输出端连有完全相同的两个灯泡和，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数2，求： 图3110 （1）原线圈等于多少匝?（2）当开关断开时，表的示数5，则表的示数为多少?（3）当开关闭合时，表的示数等于多少?20正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图3109甲所示（俯视图），位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆运动的“容器”，经过加速器加速后的正、负电子被分别引入该管道时，具有相等的速率，它们沿着管道向相反的方向运动在管道内控制它们转弯的是一系列圆形电磁铁，即图中的、共有个，均匀分布在整个圆环上，每个电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场，并且方向竖直向下，磁场区域的直径为，改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁场的磁感应强度，从而改变电子偏转的角度经过精确的调整，首先实现电子在环形管道中沿图3109甲中粗虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是电磁场区域的同一条直径的两端，如图3109乙所示这就为进一步实现正、负电子的对撞作好了准备图3109（1）试确定正、负电子在管道内各是沿什么方向旋转的；（2）已知正、负电子的质量都是，所带电荷都是元电荷，重力可不计，求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度的大小16长为的细线一端系有一带正电小球，另一端拴在空间点，加一大小恒定的匀强电场，使小球受的电场力大小总是等于重力的倍，当电场取不同方向时，可使小球绕点以半径分别在水平面内、竖直平面内、倾斜平面内做圆周运动（1）小球在竖直平面内做圆周运动时，求其运动速度最小值；（2）当小球在与水平面成30角的平面内恰好做圆周运动时，求小球运动的最大速度及此时电场的方向 14. （烟台单科）如图所示，电动机带着绷紧的传送皮带始终以02ms的速度运动，传送带与水平面的夹角为30，现把某一工件轻轻地放在皮带的底端，经过一段时间后，工件被送到高h2m的平台上，在此过程中电动机由于传送工件多消耗的电能为420J.已知工件与皮带间的动摩擦因数，除此之外，不计其他损耗，,求：(1) 工件从传送皮带底端运动到顶端所用的时间；（2）此工件的质量为多少。30h 14.(18分) 磁流体发电是一种新型发电方式，图(a)和图(b)是其工作原理示意图。图(a)中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻相连。这个发电导管处于图(b)磁场线圈产生的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向如图所示，发电导管内有电阻率为的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。运动的离气体受到磁场的作用产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差维持恒定，求：(1) 不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大；(2) 磁流体发电机的电动势E的大小；(3) 磁流体发电机发电导管的输入功率P。16解：（1）带电小球在竖直面内恰做圆周运动时设其最小速度为，此时重力与电场力的合力提供向心力则当重力与电场力反向时，取最小值，设带电小球的质量为，它所受重力为，则（1），带电小球速度的最小值（2）电场力当轨道平面与水平面成30角时，重力与电场力的合力，必沿悬绳方向，受力如图25所示设电场强度方向与合力成角，则30，得30，即电场沿水平方向左，或者150，电场沿图中虚线斜向上，当30时，重力和电场力的合力最大，小球做圆周运动的速度才能最大，此时合力302图25当小球恰做圆周运动时，在点速度最小时线的拉力为零，提供向心力即对小球从圆周运动的“最高点”到“最低点”的过程运用动能定理，有2（12）（12），解得小球在这一平面上运动的最大速度为 20解：（1）正电子在图29中沿逆时针方向运动，负电子在图29中沿顺时针方向运动（2）电子经过每个电磁铁，偏转角度是2，射入电磁铁时与通过射入点的直径夹角为2，电子在电磁铁内做圆运动的半径为图29由图29所示可知（2）（2），则2（）21解：（1）由电压与变压器匝数的关系可得，1650匝（2）当开关断开时，有，（13）（3）当开关断开时，有44，当开关闭合时，设副线圈总电阻为，有222，副线圈中的总电流为，则10，由可知（23） 24解：（1）如图30所示，在电场中，有图30（12），即，又（12），则进入中间磁场，有（2），大小不变，进入右边磁场，大小仍不变，22即粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为22又612，则30，根据几何知识，有22（1）（2）进入右边磁场所用时间为23（13）223，根据对称性，有2222（23）（3）根据几何知识，有（2）2），由图可知，有302（2（2），根据周期性，有（2（2）（4） 14. （1）工件刚开始运动时与传送皮带之间有相对滑动，工件刚开始沿传送皮带向上匀加速运动.斜面长度（1分）工件匀加速运动时（1分）工件的加速度（1分）工件达到速度02m/s所需时间（1分）此过程工件沿传送皮带向上运动的位移L（1分）在此之后由于工件与传送皮带相对静止，工件以02m/s的速度匀速直线运动工件匀速运动经历（1分）工件从传送皮带底端运动到顶端所用的时间（1分）（2）在工件匀加速运动过程中传送皮带运动的距离为（1分）此过程中的相对位移为电动机由于传送工件多消耗的电能