这篇资料是山西省长治市第二中学2019-2020学年高二物理的一份月考试卷,主要涵盖了高中物理中的电磁学部分,包括磁感应强度、带电粒子在磁场中的运动、电场线与电势、安培力、回旋加速器的工作原理以及质谱仪的应用等多个知识点。
1. 磁感应强度B的概念:磁感应强度B的定义式是F=BIλ,其中F是磁场力,B是磁感应强度,I是电流,λ是导线长度。但这并不意味着B与F成正比,与IL成反比,因为B是由磁场本身的性质决定的,与放入磁场的电流及导线长度无关。
2. 带电粒子在磁场中的运动:题目中提到粒子在磁场中以特定角度进入,然后穿越y轴并在磁场中达到最大距离a。这个情境涉及到洛伦兹力和带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。粒子的荷质比(q/m)和电荷正负决定了粒子在磁场中的运动轨迹。
3. 带电粒子在磁场中的轨道:题目描述了三个粒子以不同速率进入磁场后的运动轨迹。粒子的动能、速率和在磁场中运动的时间取决于粒子的初速度和荷质比。
4. 电势能和电场:通过分析电场线和电势差,可以推断电势能和动能的变化,以及粒子在电场中的运动状态。
5. 带电粒子的运动轨迹:负电荷在电场中会受到与电场线方向相反的力,粒子在R点的速度、电势能、动能和加速度可以通过轨迹形状和电势差进行分析。
6. 安培力:通电直导线和圆形导线环在磁场中的安培力问题,涉及安培定律和力的平衡条件。直导线和导线环受到的安培力可以通过计算电流和磁场的相互作用来确定。
7. 带电粒子在磁场中的偏转:等边三角形边长与电子速度的关系,以及磁感应强度对电子轨迹的影响。粒子能否经过AC边取决于磁感应强度B和电子的初始速度。
8. 回旋加速器的工作原理:回旋加速器利用电场加速粒子并利用磁场使粒子做圆周运动。增大粒子动能的方法包括增加加速电压、增强磁场或改变设备几何参数。
9. 电路中的电容充放电:根据电路的电阻比例和电源电动势,可以计算电容器上的电量。
10. 质谱仪:质谱仪用于分离和分析不同质量的粒子,题目中粒子的运动轨迹揭示了粒子的电荷性质、速度选择器的工作原理,以及在磁场中运动半径与质量和比荷的关系。
11. 霍尔元件:霍尔元件利用霍尔效应测量磁场强度,电压UMN与磁感应强度B、电流和霍尔元件的几何尺寸有关。
这些题目涉及的物理概念和公式是高中物理电磁学的基础,解答这些问题需要理解磁场力、电场力、电势能、动量守恒、能量守恒等基本原理。