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高考电学大题-用电高考原题
tamoadmin 2024-08-20 人已围观
简介1.传送带运木箱高考物理原题2.高考化学原电池知识点归纳3.高中物理 交变电流 高考物理题 纳追加504.高考试卷5.一道江苏省物理高考题!传送带运木箱高考物理原题传送带有做功,怎么会机械能守恒。只能是能量守恒:传送带在相当长的时间T内,功运送小货箱的数量为:n,则可以忽略传送带的长度。则传送带的速度为:v=(n-1)L/T,也等于货物的末速度。设:电动机的平均功率为:P则有能量守恒:PT=nmg
1.传送带运木箱高考物理原题
2.高考化学原电池知识点归纳
3.高中物理 交变电流 高考物理题 纳追加50
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5.一道江苏省物理高考题!
传送带运木箱高考物理原题
传送带有做功,怎么会机械能守恒。
只能是能量守恒:传送带在相当长的时间T内,功运送小货箱的数量为:n,则可以忽略传送带的长度。
则传送带的速度为:v=(n-1)L/T,也等于货物的末速度。
设:电动机的平均功率为:P
则有能量守恒:PT=nmgh+nmv^2/2=nmgh+nm((n-1)L/T)^/2
P=nm(gh/T+(n-1)^2L^2/2T^3
高考化学原电池知识点归纳
原电池是可以通过氧化还原反应而产生电流的装置,也可以说是把化学能转变成电能的装置。这次我在这里给大家整理了高考化学原电池知识点归纳,供大家阅读参考。
目录
高考化学原电池知识点归纳
原电池正负极的判断方法
原电池工作原理
高考化学原电池知识点归纳
一、原电池的原理
1.构成原电池的四个条件(以铜锌原电池为例)
①活拨性不同的两个电极 ②电解质溶液 ③自发的氧化还原反应 ④形成闭合回路
2.原电池正负极的确定
①活拨性较强的金属作负极,活拨性弱的金属或非金属作正极。
②负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应
③外电路由金属等导电。在外电路中电子由负极流入正极
④内电路由电解液导电。在内电路中阳离子移向正极,阴离子会移向负极区。
Cu-Zn原电池:负极: Zn-2e=Zn2+ 正极:2H+ +2e=H2↑ 总反应:Zn +2H+=Zn2+ +H2↑
氢氧燃料电池,分别以OH和H2SO4作电解质的电极反应如下:
碱作电解质:负极:H2—2e-+2OH-=2 H2O 正极:O2+4e-+2 H2O=4OH-
酸作电解质:负极:H2—2e-=2H+ 正极:O2+4e-+4H+=2 H2O
总反应都是:2H2+ O2=2 H2O
二、电解池的原理
1.构成电解池的四个条件(以NaCl的电解为例)
①构成闭合回路 ②电解质溶液 ③两个电极 ④直流电源
2.电解池阴阳极的确定
①与电源负极相连的一极为阴极,与电源正极相连的一极为阳极
②电子由电源负极→ 导线→ 电解池的阴极→ 电解液中的(被还原),电解池中阴离子(被氧化)→ 电解池的阳极→导线→电源正极
③阳离子向负极移动;阴离子向阳极移动
④阴极上发生阳离子得电子的还原反应,阳极上发生阴离子失电子的氧化反应。
注意:在惰性电极上,各种离子的放电顺序
三.原电池与电解池的比较
原电池电解池
(1)定义化学能转变成电能的装置电能转变成化学能的装置
(2)形成条件合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路电极、电解质溶液(或熔融的电解质)、外接电源、形成回路
(3)电极名称负极正极阳极阴极
(4)反应类型氧化还原氧化还原
(5)外电路电子流向负极流出、正极流入阳极流出、阴极流入
四、在惰性电极上,各种离子的放电顺序:
1、放电顺序:
如果阳极是惰性电极(Pt、Au、石墨),则应是电解质溶液中的离子放电,应根据离子的放电顺序进行书写书写电极反应式。
阴极发生还原反应,阳离子得到电子被还原的顺序为:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(酸电离出的H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水电离出的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>+。
阳极(惰性电极)发生氧化反应,阴离子失去电子被氧化的顺序为:S2->SO32->I->Br ->Cl->OH->水电离的OH->含氧酸根离子>F-。
(注:在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、+这些活泼金属阳离子不被还原,这些活泼金属的冶炼往往用电解无水熔融态盐或氧化物而制得)。
2、电解时溶液pH值的变化规律
电解质溶液在电解过程中,有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化,有时可以从电解产物上去看。
①若电解时阴极上产生H2,阳极上无O2产生,电解后溶液pH值增大;
②若阴极上无H2,阳极上产生O2,则电解后溶液pH值减小;
③若阴极上有,阳极上有,且V O2=2 V H2,则有三种情况:a 如果原溶液为中性溶液,则电解后pH值不变;b 如果原溶液是酸溶液,则pH值变小;c 如果原溶液为碱溶液,则pH值变大;
④若阴极上无H2,阳极上无O2产生,电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶 液(CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性),一旦CuCl2全部电解完,pH值会变大,成中性溶液。
3、进行有关电化学计算,如计算电极析出产物的质量或质量比,溶液pH值或推断金属原子量等时,一定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律。
五、电解原理的应用
(1)制取物质:例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。
(2)电镀:应用电解原理,在某些金属表面镀上一薄层 其它 金属或合金的过程。电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极,选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。
(3)精炼铜:以精铜作阴极,粗铜作阳极,以硫酸铜为电解质溶液,阳极粗铜溶解,阴极析出铜,溶液中Cu2+浓度减小
(4)电冶活泼金属:电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金属单质。
六、电解举例
(1)电解质本身:阳离子和阴离子放电能力均强于水电离出H+和OH -。如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐。
①HCl(aq):阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 阴极(H+) 2H++2e-=H2↑
总方程式 2HCl H2↑+Cl2↑
②CuCl2(aq):阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 阴极(Cu2+>H+) Cu2++2e-=Cu
总方程式 CuCl2 Cu+Cl2↑
(2)电解水:阳离子和阴离子放电能力均弱于水电离出H+和OH -。如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。
①H2SO4(aq):阳极(SO42-
总方程式 2H2O 2H2↑+O2↑
②NaOH(aq):阳极(OH-)4OH――4e-=2H2O+O2↑ 阴极:(Na+
总方程式 2H2O 2H2↑+O2↑
③Na2SO4(aq):阳极(SO42-
总方程式 2H2O 2H2↑+O2↑
(3)电解水和电解质:阳离子放电能力强于水电离出H+,阴离子放电能力弱于水电离出OH-,如活泼金属的无氧酸盐;阳离子放电能力弱于水电离出H+,阴离子放电能力强于水电离出OH -,如不活泼金属的含氧酸盐。
①NaCl(aq):阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 阴极:(Na+ 总方程式 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
②CuSO4(aq):阳极(SO42-H+) Cu2++2e-=Cu
总方程式 2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
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原电池正负极的判断 方法
1.一般两极为活泼性不同电极材料时,往往活泼性强的作负极,活泼性弱的作正极,但是除了一些特例如:Mg-Al-NaOH构成的原电池中,虽然镁比铝活泼,但是镁不与电解质溶液氢氧化钠反应,而铝可以与氢氧化钠反应,故根据原电池的条件可知,原电池要为能自发进行的氧化还原反应,所以此时,铝为负极,镁为正极;
2.根据电极反应,负极发生氧化反应,正极发生还原反应;
3.根据题目中的物质进出工作原理图,看物质进出之后物质元素中化合价的升降,若化合价升高则为发生氧化反应,故为负极,反之为正极;
4.根据电子流向,电子流出极为负极,流入极为正极;
5.根据电流方向,电流流出极为正极,流入极为负极;
6.根据电解质溶液中阴阳离子的移动方向判断,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动;
7.根据现象判断,金属溶解极为负极,有气泡产生极为正极;
8.根据原电池装置中电流表的指针方向判断,指针指向的那一极为正极。
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原电池工作原理
原电池反应属于放热的反应,一般是氧化还原反应,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反应不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化。
但是,需要注意,非氧化还原反应一样可以设计成原电池。从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经外接导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
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可以用互感来解释,设互感为M,磁通Φ=Φm*sin(ωt),相应的电流为i=Im*sin(ωt)
表头测的是副边的感应电压,u=Mdi/dt=M*ω*Im*cos(ωt),可见感应电压与频率成下比,在相同的电流下,电压与频率有关(成正比),所以10A电流在60Hz时计数为
10*60/50=12 A
为了保持准确,可重新标定在30*50/60=25A (就是25A时达到满刻度)
高考试卷
一、单项选择题(共16分,每小题2分。每小题只有一个正确选项。
1、卢瑟福通过对?粒子散射实验结果的分析,提出了原子内部存在
(A)电子 (B)中子 (C)质子 (D)原子核
2、一束单色光由空气进入水中,则该光在空气和水中传播时
(A)速度相同,波长相同 (B)速度不同,波长相同
(C)速度相同,频率相同 (D)速度不同,频率相同
3、各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是
(A)?射线、紫外线、可见光、红外线
(B)?射线、红外线、紫外线、可见光
(C)紫外线、可见光、红外线、?射线
(D)红外线、可见光、紫外线、?射线
4、如图,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的
(A)OA方向 (B)OB方向(C)OC方向 (D)OD方向
5、磁铁在线圈中心上方开始运动时,线圈中产生如图方向的感应电流,则磁铁
(A)向上运动(B)向下运动(C)向左运动(D)向右运动
6、放射性元素A经过2次?衰变和1次? 衰变后生成一新元素B,则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了
(A)1位(B)2位(C)3位(D)4位
7、在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置,体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力,体验者在加速下落过程中
(A)失重且机械能增加
(B)失重且机械能减少
(C)超重且机械能增加
(D)超重且机械能减少
8、如图,一束电子沿z轴正向流动,则在图中y轴上A点的磁场方向是
(A)+x方向
(B)-x方向
(C)+y方向
(D)-y方向
二、单项选择题(共24分,每小题3分。每小题只有一个正确选项。)
9、在双缝干涉实验中,屏上出现了明暗相间的条纹,则
(A)中间条纹间距较两侧更宽
(B)不同色光形成的条纹完全重合
(C)双缝间距离越大条纹间距离也越大
(D)遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹
10、研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别于电源的两极a、b连接,放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则
(A)a为电源正极,到达A板的为?射线
(B)a为电源正极,到达A板的为?射线
(C)a为电源负极,到达A板的为?射线
(D)a为电源负极,到达A板的为?射线
11、国际单位制中,不是电场强度的单位是
(A)N/C
(B)V/m
(C)J/C
(D)T、m/s
12、如图,粗细均与的玻璃管A和B由一橡皮管连接,一定质量的空气被水银柱封闭在A管内,初始时两管水银面等高,B管上方与大气相通。若固定A管,将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H,A管内的水银面高度相应变化h,则
(A)h=H(B)h<
(C)h= (D)<h<H
13、电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力,因此
(A)电动势是一种非静电力
(B)电动势越大,表明电源储存的电能越多
(C)电动势的大小是非静电力做功能力的反映
(D)电动势就是闭合电路中电源两端的电压
14、物体做匀加速直线运动,相继经过两端距离为16 m的路程,第一段用时4 s,第二段用时2 s,则物体的加速度是
(A) (B) (C) (D)
15、如图,始终竖直向上的力F作用在三角板A端,使其绕B点在竖直平面内缓慢地沿顺时针方向转动一小角度,力F对B点的力矩为M,则转动过程中
(A)M减小,F增大(B)M减小,F减小
(C)M增大,F增大(D)M增大,F减小
16、风速仪结构如图(a)所示。光源发出的光经光纤传输,被探测器接收,当风轮旋转时,通过齿轮带动凸轮圆盘旋转,当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风轮叶片转动半径为r,每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间 内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b)所示,则该时间段内风轮叶片
(A)转速逐渐减小,平均速率为 (B)转速逐渐减小,平均速率为
(C)转速逐渐增大,平均速率为 (D)转速逐渐增大,平均速率为
三、多项选择题(共16分,每小题4分。每小题有二个或者三个正确选项。全选对的,得4分;选对但不全的,得2分;有选或不答的,得0分。)
17、某气体的摩尔质量为M,分之质量为m。若1摩尔该气体的体积为Vm,密度为?,则该气体单位集体分子数为(阿伏伽德罗常数为NA)
(A) (B) (C) (D)
18、如图所示电路中,电源内阻忽略不计。闭合电建,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中
(A)U先变大后变小
(B)I先变大后变小
(C)U与I比值先变大后变小
(D)U变化量与I变化量比值等于R3
19、如图(a),螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,乙图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连,导线框内有一小金属圆环L,圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图(b)所示规律变化时
(A)在t1~t2时间内,L有收缩趋势
(B)在t2~t3时间内,L有扩张趋势
(C)在t2~t3时间内,L内有逆时针方向的感应电力
(D)在t3~t4时间内,L内有顺时针方向的感应电力
20、甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播,波速为2m/s,振幅相同;某时刻的图像如图所示。则
(A)甲乙两波的起振方向相反
(B)甲乙两波的频率之比为3:2
(C)再经过3s,平衡位置在x=7m出的质点振动方向向下
(D)再经过3s,两波源间(不含波源)有5个质点位移为零
四、填空题(共20分,每小题4分。)
本大题中第22题为分叉题,分A、B两类,考生可任选一类答题。若两类试题均做,一律按A类题积分。
21、形象描述磁场分布的曲线叫做____________,通常___________的大小也叫做磁通量密度。
22A、B选做一题
22A、如图,粗糙水平面上,两物体A、B以轻绳相连,在恒力F作用下做匀速运动。某时刻轻绳断开,A在F牵引下继续前进,B最后静止。则在B静止前,A和B组成的系统动量_________(选填:守恒或不守恒)。
22B、两颗卫星绕地球运行的周期之比为27:1,则它们的角速度之比为__________,轨道半径之比为___________。
23、如图,圆弧形凹槽固定在水平地面上,其中ABC是位于竖直平面内以O为圆心的一段圆弧,OA与竖直方向的夹角为?。一小球以速度从桌面边缘P水平抛出,恰好从A点沿圆弧的切线方向进入凹槽。小球从P到A的运动时间为____________;直线PA与竖直方向的夹角?=_________。
24、如图,质量为m的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,处于静止状态。施加一水平向右的匀强电场后,A向右摆动,摆动的最大角度为60?,则A受到的电场力大小为 。 在改变电场强度的大小和方向后,小球A的平衡位置在?=60?处,然后再将A的质量改变为2m,其新的平衡位置在?=30?处,A受到的电场力大小为 。
25、地面上物体在变力F作用下由静止开始竖直向上运动,力F随高度随高度x的变化关系如图所示,物体能上升的最大高为h,h<H。当物体加速度最大时其高度为 ,加速度的最大值为 。
五。实验题(共24分)
26、(3分)在用DIS研究机械能守恒定律的实验中,用到的传感器是 传感器。若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。(选填:大或小)。
27、(6分)在用多用电表测电阻、电流和电压的.实验中
(1)(多选题)用多用电测电流或电阻的过程中
(A)在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零
(B)在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零
(C)在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测
(D)在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测
(2)测量时多用电表指针指在如图所示位置。若选择开关处于10V挡,其读数为 V;若选择开关处于?10挡,其读数为 200 ?(选填:大于,等于或小于)。
28、(7分)用DIS描绘电场的等势线的实验装置示意图如图所示。
(1)(单选题)该实验描绘的是
(A)两个等量同种电荷周围的等势线
(B)两个等量异种电荷周围的等势线
(C)两个不等量同种电荷周围的等势线
(D)两个不等量异种电荷周围的等势线
(2)(单选题)实验操作时,需在平整的木板上依次铺放
(A)导电纸、复写纸、白纸
(B)白纸、导电纸、复写纸
(C)导电纸、白纸、复写纸
(D)白纸、复写纸、导电纸
(3)若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点(f、d连线与A、B连线垂直)时,示数小于零。为使示数为零,应保持红色探针与d点接触,而将黑色探针 向右)移动。
29、(8分)某同学制作了一个结构如图(a)所示的温度计。一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动,管长0、5m。将一量程足够大的力传感器调零,细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上,使细管保持水平、细线沿竖直方向。在气体温度为270K时,用一段水银将长度为0、3m的气柱封闭在管内。实验时改变气体温度,测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图(b)所示(实验中大气压强不变)。
(1)管内水银柱长度为m,为保证水银不溢出,该温度计能测得的最高温度为 K。
(2)若气柱初始长度大于0、3m,该温度计能测量的最高温度将(选填:增大,不变或减小)。
(3)若实验中大气压强略有升高,则用该温度计测出的温度将(选填:偏高,不变或偏低)。
六、计算题(共50分)
30、(10分)如图,两端封闭的直玻璃管竖直放置,一段水银将管内气体分隔为上下两部分A和B,上下两部分气体初温度相等,且体积VA>VB。
(1)若A、B两部分气体同时升高相同的温度,水银柱将如何移动?
某同学解答如下:
设两部分气体压强不变,由 ,, ,,所以水银柱将向下移动。
上述解答是否正确?若正确,请写出完整的解答;若不正确,请说明理由并给出正确的解答。
(2)在上下两部分气体升高相同温度的过程中,水银柱位置发生变化,最后稳定在新的平衡位置,A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为?pA和?pB,分析并比较二者的大小关系。
31、(12分)风洞是研究空气动力学的实验设备。如图,将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H=3、2m处,杆上套一质量m=3kg,可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为F=15N,方向水平向左。小球以速度v0=8m/s向右离开杆端,设小球所受风力不变,取g=10m/s2。求:
(1)小球落地所需时间和离开杆端的水平距离;
(2)小球落地时的动能。
(3)小球离开杆端后经过多少时间动能为78J?
32、(14分)如图(a),长度L=0、8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A,其电荷量Q= ;一质量m=0、02kg,带电量为q的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中,以杆左端为原点,沿杆向右为x轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图(b)中曲线I所示,小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图(b)中曲线II所示,其中曲线II在0、16?x?0、20和x?0、40范围可近似看作直线。求:(静电力常量 )
(1)小球B所带电量q;
(2)非均匀外电场在x=0、3m处沿细杆方向的电场强度大小E;
(3)在合电场中,x=0、4m与x=0、6m之间的电势差U。
(4)已知小球在x=0、2m处获得v=0、4m/s的初速度时,最远可以运动到x=0、4m。若小球在x=0、16m处受到方向向右,大小为0、04N的恒力作用后,由静止开始运动,为使小球能离开细杆,恒力作用的做小距离s是多少?
33、(14分)如图,一关于y轴对称的导体轨道位于水平面内,磁感应强度为B的匀强磁场与平面垂直。一足够长,质量为m的直导体棒沿x轴方向置于轨道上,在外力F作用下从原点由静止开始沿y轴正方向做加速度为a的匀速加速直线运动,运动时棒与x轴始终平行。棒单位长度的电阻?,与电阻不计的轨道接触良好,运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为P=ky (SI)。求:
(1)导体轨道的轨道方程y=f(x);
(2)棒在运动过程中受到的安培力Fm随y的变化关系;
(3)棒从y=0运动到y=L过程中外力F的功。
参考答案一、 单项选择题
1、D 2、D 3、A 4、D 5、B 6、C 7、B 8、A
二、单项选择题
9、D 10、B 11、C 12、B 13、C 14、B 15、A 16、B
三、多项选择题
17、A,B,C 18、B,C 19、A,D 20、A,B,D
四、填空题
21、磁感线;磁感应强度 22A、守恒;不守恒
22B、1:27;9:1 23、 ;
24、 ;mg
25、0或h;
⑤、实验题(共24分)
26、光电门;大 27、(1)A,D (2)5、4;小于 28、(1)B (2)D (3)向右
29、(1)0、1;360 (2)减小(3)偏低
六、计算题
30、解:
(1)不正确。
水银柱移动的原因是升温后,由于压强变化造成受力平衡被破坏,因此应该设气体体积不变,由压强变化判断移动方向。
正确解法:设升温后上下部分气体体积不变,则由查理定律可得
因为 ,pA<pB,可知 ,所示水银柱向上移动。
(2)升温前有pB=pA+ph(ph为汞柱压强)
升温后同样有pB' =pA'+ph
两式相减可得
31、解:
(1)小球在竖直方向做自由落体运动,运动时间为
小球在水平方向做匀减速运动,加速度
水平位移
(2)由动能定理
(3)小球离开杆后经过时间t的水平位移
由动能定理
以 J和 m/s代入得
125t2-80t+12=0
解得t1=0、4s,t2=0、24s
32、解:
(1)由图可知,当x=0、3m时, N
因此 C
(2)设在x=0、3m处点电荷与小球间作用力为F2,
F合=F2+qE
因此
电场在x=0、3m处沿细秆方向的电场强度大小为3 ,方向水平向左。
(3)根据图像可知在x=0、4m与x=0、6m之间合力做功大小
W合=0、004 0、2=8 10-4J
由qU=W合
可得
(4)由图可知小球从x=0、16m到x=0、2m处
电场力做功 J
小球从 到 处
电场力做功 = =
由图可知小球从 到 处
电场力做功 =-0、004?0、4=
由动能定理 + + + =0
解得 =
33、解:
(1)设棒运动到某一位置时与轨道接触点的坐标为(? ),安培力的功率
棒做匀加速运动
代入前式得
轨道形式为抛物线。
(2)安培力 =
以轨道方程代入得
(3)由动能定理
安培力做功
棒在 处动能
外力做功
一道江苏省物理高考题!
从图2可以看出,电场磁场刚好是交替出现,且存在的时间间隔都完全一致,通俗的说法就是有电场时就没磁场,有磁场就没有电场,磁场电场占用时间都是完全相同,有区别的是磁场方向会发生周期性变化。
分析完图再来看粒子的运动情况,粒子要做往复运动可以按猜想如下运动情景。
在t=T/2时刻,粒子经过电场加速,在t=T时刻运动到x轴上的某一个点,设为A点,且有一定的速度。
在t=T时刻电场消失,取而代之的是垂直向内的磁场,用左手定则可判定,洛伦兹力方向是向上,粒子向上偏转,做圆周运动,这个时期的时间段是T。
在t=2T时刻,粒子速度方向是x轴负方向,粒子在期间做了半个圆周运动,速度方向完全改变,设这个点为Q点,此时磁场消失,电场出现,粒子做减速运动。
在t=2.5T时刻,刚好达到y轴上设为B点。
在t=3T时刻,又回到Q点,电场消失,磁场出现,不过与上次不同的是磁场方向向外,
在t=4T时刻,粒子又沿着原来的轨迹回到A点。
如此粒子就可以在OAQB四点作往复运动。
粒子若能按这个设想往复运动,必须满足的条件就是“在t=2T时刻,粒子速度方向是x轴负方向,粒子在期间做了半个圆周运动”,除此之外,粒子都不可能作往复运动。运动轨迹见草图
所以时间段T恰好是圆周运动的半个周期,而周期公式T'=2πm/qB0
所以满足T=πm/qB0,B0=πm/qT