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2024北京豐臺高二(上)期中物理(A卷)(PDF版,含答案)

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  1. 二一教育資源

2024北京豐臺高二(上)期中物理(A卷)(PDF版,含答案)

資源簡介

2024北京豐臺高二(上)期中
物理(A卷)
考試時間:90 分鐘
第 I 卷(選擇題共 60分)
一、選擇題(共 20 小題,每小題 3 分。在每小題給出的四個選項中,只有一個正確選項,請選出符
合題目要求的一項。)
1.下列物理量中屬于矢量的是
A. 電流 B. 電功 C. 電勢 D. 電場強(qiáng)度
2.下列說法中正確的是
A.若在電場中的某一點(diǎn)不放試探電荷,則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定為零
B.若場源電荷是點(diǎn)電荷,距場源同距離處的不同點(diǎn),電場強(qiáng)度不相同
C.電場強(qiáng)度的定義 F 式表明,電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小與試探電荷所帶
E =
的電荷量成反比 q
D. 根據(jù) q q 可知,兩帶電小球間的距離趨近于零時,庫侖力趨近于無窮大
F = k 1 2
2
3.干電池 r 的電動勢為 1.5V,下列說法正確的是
A.用電壓表直接連接干電池的兩極,測得的電壓就是該電池的電動勢
B.外電路閉合時,當(dāng) 1C 的電荷量通過干電池時該電池提供 1.5J 的電能
C.外電路閉合時,在 1s 內(nèi)有 1.5J 的其他能轉(zhuǎn)化為電能
D.外電路閉合時,在 1s 內(nèi)有 1.5C 的電荷量通過該電池
4.下列四個圖中,a、b 兩點(diǎn)電勢相等、電場強(qiáng)度也相同的是(其中 C、D 圖中的 a、b 兩點(diǎn)位于兩電荷連
線的垂直平分線上,并且關(guān)于連線對稱)
A B C D
5.某同學(xué)為了探究影響電荷間相互作用力的因素,進(jìn)行了以下的實(shí)驗:M 是一個帶正電的物體,把系在
絕緣細(xì)繩上的帶正電的輕質(zhì)小球先后掛在 P1、P2、P3位置,發(fā)現(xiàn)絕緣細(xì)繩偏
離豎直方向的角度逐漸變小。這個實(shí)驗結(jié)果說明電荷之間的作用力
A.隨著電荷量的增大而增大 B.與兩電荷量的乘積成正比
C.隨著電荷間距離的增大而減小 D.與電荷間距離的平方成反比
6.此同學(xué)利用題 5 裝置繼續(xù)進(jìn)行電場的相關(guān)研究:若已知輕質(zhì)小球質(zhì)量為 m,帶電量為 q,用長為 L 的
絕緣細(xì)繩懸掛,輕質(zhì)小球的體積很小,小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時細(xì)繩與豎直方向夾角為θ,設(shè)此時靜電力
近似水平向右,重力加速度為 g,靜電力常量為 k。以下說法不.正.確.的是
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A.可以求出此時水平靜電力 F 的大小
B.可以確定輕質(zhì)小球所在位置的電場強(qiáng)度的大小
C.可以求出帶電體 M 的帶電量 Q
D.適當(dāng)移動帶電體 M 靠近小球,使得小球緩慢移動,細(xì)繩與豎直方向夾角由 變?yōu)? ,可以求出在
此過程中靜電力對小球做的功
請閱讀下述文字,完成第 7-9 題。
雷電是大氣中的放電現(xiàn)象,多形成在積雨云中。通常下部的雷云因摩擦帶負(fù)電,上部的雷云帶正
電。當(dāng)某處積聚的電荷密度很大,周圍產(chǎn)生強(qiáng)電場,就可擊穿空氣分子,形成雷電,釋放巨大能量。
7.下列說法正確的是
A.云層下部的電勢比地面低
B.形成雷電的過程就是電荷消失的過程
C.由于靜電感應(yīng),會使雷云下方附近的地面積聚負(fù)電荷
D.在云層下部和地面之間產(chǎn)生電場強(qiáng)度的大致方向向下
8.為避免雷電造成損害,高大的建筑物會裝有避雷針。如右圖,雷雨天,在避
雷針附近產(chǎn)生電場,其等勢面的分布如虛線所示。下列說法正確的是
A. A、B、C 三點(diǎn)中,場強(qiáng)最大的位置是 C
B. 電場線的方向大概從 B 指向 C
C. 帶電量為-2.0×10-7C 的電荷 q,由 B 運(yùn)動到到 C 點(diǎn),則其電勢能的變化量 Ep= -8.0
×10-4 J
D. 帶電量為-2.0×10-7C 的電荷 q,由 C 運(yùn)動到到 B 點(diǎn),則靜電力做功為 8.0×10-4 J
9.如圖是上海東方明珠塔被閃電“擊中”的情形。假設(shè)帶負(fù)電雷云距離塔尖為 4km,云層與塔尖的電勢差
為 2×106V, 閃電過程中通過塔尖的電荷量為 200C,持續(xù)時間為 0.005s,則下列說
法中正確的是
A.云層與塔尖之間產(chǎn)生的電場為勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為
5×103V/m
B.閃電過程中,平均電流約為 1×103A
C.避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施
D.由于塔上帶了電,所以塔內(nèi)所有物體都帶上了電
10.炎熱的夏天,小劉同學(xué)利用一電動勢為 6V,內(nèi)阻為 1Ω 的電池,給一個小電風(fēng)扇 M 供電扇風(fēng)納涼。
電風(fēng)扇線圈的電阻為 1Ω,額定電壓為 5V,電風(fēng)扇恰好能正常工作,電路如圖所示,下列說法正確的

A. 電路的電流為 5 A
B. 電風(fēng)扇的機(jī)械功率為 4W
C. 電風(fēng)扇熱功率為 25W
D. 電風(fēng)扇工作 2 分鐘產(chǎn)生的熱能為 3000J
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11.如圖甲,A、B 是某電場中的一條電場線上的兩點(diǎn),一帶正電的粒子從 A 點(diǎn)由靜止釋放,僅在靜電力
的作用下從 A 點(diǎn)運(yùn)動到 B 點(diǎn),其運(yùn)動的圖像如圖乙所示。取 A 點(diǎn)為坐
標(biāo)原點(diǎn),且規(guī)定 A 點(diǎn)電勢 φA=0,以 AB 方向為正方向建立 x 軸,作出
了 AB 所在直線的電場強(qiáng)度大小 E、電勢 φ、粒子的電勢能 EP,隨位
移的變化的圖像 E-x、φ-x 圖像、EP-x 圖像,其中可能正確的是
A. B. C. D.
12.如圖所示,在電場強(qiáng)度為 E 的勻強(qiáng)電場中,A、B 兩點(diǎn)相距 l,連線 AB 與電場強(qiáng)度方向的夾角為θ。
將一電荷量為-q 的試探電荷分別沿直線 AB、折線 ACB、曲線 ADB 從 A 點(diǎn)移動到 B 點(diǎn),在此過程中,
下列說法正確的是
A.試探電荷分別沿直線 AB、折線 ACB、曲線 ADB從 A 點(diǎn)移動到 B 點(diǎn),其電勢能
變化不同
B.試探電荷從 A 點(diǎn)移動到 B 點(diǎn)過程,靜電力做負(fù)功
C.試探電荷沿 ADB 經(jīng)過 A、B 點(diǎn)的電勢差 UAB<0
D.試探電荷沿 ACB 運(yùn)動過程中,電勢能 EPB13.如圖所示,兩虛線為等量異種點(diǎn)電荷的連線與中垂線。帶負(fù)電的試探電荷沿虛線從 a 點(diǎn)經(jīng)b 點(diǎn)移到 c
點(diǎn),此過程中說法正確的是
A.試探電荷所受的靜電力方向一直不變
B.試探電荷所受的靜電力先減小后增大
C.試探電荷所經(jīng)過 a、 c點(diǎn)的電勢 φa>φc
D.試探電荷的電勢能先增大后減小
14.以下是來源于物理課本的一些插圖,相關(guān)說法錯.誤.的.是
圖 1:研究靜電屏蔽 圖 2:研究影響平行板電容器的影響因素
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圖 3:導(dǎo)體的伏安特性曲線 圖 4:把表頭改裝成大量程電流表
A.圖 1 實(shí)驗中,驗電器頂端不帶電
B.圖 2 實(shí)驗中,采用了控制變量法
C.圖 3 可判斷出導(dǎo)體 B 的阻值大于 A
D.圖 4 中,并聯(lián)的電阻 R 越小,改裝后的電流表量程越大
請閱讀下述文字,完成第 15-17 題。
某同學(xué)為了描述某一電阻的伏安特性曲線,準(zhǔn)備了小量程的電流表、電阻箱等器材,需要組裝成較大
量程的電流表和電壓表進(jìn)行伏安法測電阻
15.如圖所示,甲、乙兩個電路都是由一個小量程電流表 G
和一個電阻箱 R 組成的,已知小量程電流表的滿偏電流
Ig=2mA,內(nèi)電阻 Rg=300Ω,則下列說法正確的是
A.在甲圖中,若改裝成的電流表的量程為 0.6A,則
R=0.5Ω
B.在乙圖中,若改裝成的電壓表的量程為 3V,則 R=1200Ω
C.甲電路為電流表的改裝電路,R 增大時量程增大
D.乙電路為電壓表的改裝電路,R 減小時量程增大
16.在伏安法測電阻的實(shí)驗中,待測電阻 Rx約為 30Ω,電壓表內(nèi)阻約為 2kΩ,電流表的內(nèi)阻約為 10Ω,
測量電路中電流表的連接方式如圖甲或圖
U
乙所示,結(jié)果由公式 Rx= 計算得出,式
I
中 U 與 I 分別為電壓表和電流表的示數(shù)。
下列判斷正確的是
A.采用圖甲測得的電阻值更接近真實(shí)值,該測量值大于真實(shí)值
B.采用圖甲測得的電阻值更接近真實(shí)值,該測量值小于真實(shí)值
C.采用圖乙測得的電阻值更接近真實(shí)值,該測量值大于真實(shí)值
D.采用圖乙測得的電阻值更接近真實(shí)值,該測量值小于真實(shí)值
17. 此同學(xué)得到的某一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖,由圖像可知
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A.該導(dǎo)體的電阻隨電壓的升高而減小
B.由 A 到 B 過程中,導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了 3Ω
C.導(dǎo)體兩端電壓為 12V 時,電阻為 6Ω
D.導(dǎo)體兩端電壓為 6V 時,電阻為 1.5Ω
18. 隨著電子產(chǎn)品的普及,充電寶也成為人們?nèi)粘y帶使用的物品,按照民航局的
規(guī)定,個人不得攜帶超過能量 160W·h 的充電寶,如圖,是一個充電寶的銘牌,上面寫著
“20000mA·h ”和“3.7V”。請判斷下列說法正確的是
A.mA·h 是能量的單位
B.該充電寶可以被允許帶上飛機(jī)
C.該充電寶的能量為 100W·h
D.該充電寶電池容量為 7.2×103C
19.如圖 1 為示波管的原理圖,如果在電極 YY’之間所加的電壓按圖 2 所示的規(guī)律變化,在電極 XX’之間
所加的電壓按圖 3 所示的規(guī)律變化,則在熒光屏上會看到的圖形是
A. B. C. D.
20.圖 1 為電機(jī)保護(hù)接地極電勢分布圖,接地極打入大地。當(dāng)電機(jī)發(fā)生接地故障時,接地電流呈半球形
散開,實(shí)線為電場線,虛線為等勢線。以接地極位置為原點(diǎn) O,水平地面上的電勢 φ 與到原點(diǎn)的距離 x
的關(guān)系圖像如圖 2 所示,左右呈金字塔形對稱分布。則下列說法正確的是
A.一負(fù)電荷從 x=-5m 由靜止釋放,運(yùn)動到原點(diǎn)時動能最大
B.接地極處電勢最低,距離接地極越遠(yuǎn)電勢越高
C.一正試探電荷在 x=10m 和 x=-10m 兩處的電勢能不相等
D.x 軸上位于 x=-10m 和 x=10m 兩處的電場強(qiáng)度相同
第Ⅱ卷(非選擇題共 40 分)
二、填空題(每小空 1分,連接電路實(shí)物圖 2 分,共計 17分)
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21.某同學(xué)想測量一根粗細(xì)均勻的金屬絲的電阻率,取長 L=400.0m 的
一段導(dǎo)線繞成線圈。
(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,測量數(shù)據(jù)如圖 甲所
示,則 D=____________mm。
(2)用多用電表“×10”擋初測線圈的電阻,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,如
圖乙,則應(yīng)該換用(選填“×100”或“×1”)_______擋。換用合適的擋位,正確操作粗略測得線圈的
電阻。
換擋后,進(jìn)行歐姆調(diào)零,再進(jìn)行測量,表盤示數(shù)如圖丙所示,則導(dǎo)線電阻為 Ω。
(3)為了進(jìn)一步比較精確地測量線圈電阻,除開關(guān)、導(dǎo)線外,實(shí)驗室提供以下的實(shí)驗器材:
A.電源 E(電動勢為 3.0V,內(nèi)阻不計);
B.滑動變阻器 R1(0~5Ω);
C.滑動變阻器 R2(0~1750Ω);
D.電壓表(量程為 0~3V 和 0~15V,內(nèi)阻很大);
E.電流表(量程為 0~0.6A 和 0~3A,內(nèi)阻約為2Ω)
F. 電阻箱(0~9999Ω)
為了獲得從零開始變化的數(shù)據(jù)使測量結(jié)果更準(zhǔn)確,滑動變阻器應(yīng)選用_______(填器材前的字母序
號)。
(4)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖丁中的實(shí)物圖補(bǔ)充完整。
(5)測出多組數(shù)據(jù)后,描繪出 U-I 圖線如圖戊所示。根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù),則該金屬絲的電阻 R= Ω
(保留 2 位有效數(shù)字),金屬絲的電阻率約為 Ω· m(保留 2 位有效數(shù)字)。
22.某同學(xué)利用如圖甲所示的電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象,其中 E 為電源,S 為單刀雙擲開關(guān),R
為定值電阻,C 為電容器, 為理想電流表(測量電路中的電流),
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為理想電壓表(測量兩極板間的電壓)。
(1)當(dāng)開關(guān) S 接 (填“1”或“2”)時,電容器處于充電過程,達(dá)到穩(wěn)定后,電容器上極板帶 (選
填“正”或“負(fù)”)電。此過程中電壓表的示數(shù) U 隨時間 t 變化的圖像為( )
A. B. C. D.
(2)將電流傳感器替代電流表,串聯(lián)在電路中,改接開關(guān),使電容器放電,與電流傳感器連接的計算
機(jī)描繪出電路中的電流 I 隨時間 t 變化的 I-t 圖像如圖乙所示。通過分析可知,圖中圖像與橫軸圍成
的面積表示的物理量是 。
(3)已知放電前電容器兩極板間的電壓為 12V,則電容器的電容為 mF。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),
不改變電路其他參數(shù),只增大電阻 R 的阻值,則此過程的 I-t 曲線與橫軸圍成的面積將 (選填
“減小”、“不變”或“增大”)。
(4)如右圖,電容器上極板 A 接電源正極、下極板 B 接電源負(fù)極,且將上
極板接地,電源電壓恒定,開關(guān) S 始終閉合,一帶電液滴恰好靜止在電
容器內(nèi)部 P 點(diǎn),現(xiàn)將電容器下極板 B 向下平移一小段距離,則電容器的
電容將 (填“不變”、“增大”、“減小”),液滴將 (填“靜止不
動”、“向下運(yùn)動”、“向上運(yùn)動”)。P 點(diǎn)的的電勢將 (填“升高”、“降
低”、“不變”)
三、計算題:(解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和驗算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值
計算的題,答案必需明確寫出數(shù)值和單位。)
23.(5 分)
如圖所示,空間有一勻強(qiáng)電場,方向與水平方向成 600夾角.該電場中 A、B 兩點(diǎn)在同一水平
直線上,間距為 x=2cm,一個電荷量為 q=+1.0×10-6C 的試探電荷在該勻強(qiáng)電場中所受靜電力的大
小為 F=+3.0×10-4N,求:
(1)電場強(qiáng)度 E 的大小;
(2)A、B 兩點(diǎn)間的電勢差U AB ;
(3)將該試探電荷從 A 點(diǎn)移至 B 點(diǎn)的過程中,靜電力所做的功WAB 。
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24.(6 分)
如圖所示電路,電源部分可視作一個沒有電阻的理想電源與電源電
阻的串聯(lián)。設(shè)電源電動勢為 E,電源內(nèi)阻為 r,外電路電阻為 R,閉合電
路的電流為 I。
(1)請根據(jù)能量關(guān)系,推導(dǎo)閉合電路歐姆定律(結(jié)果用題干所涉及到的物
理量表達(dá))。
(2)如圖為手控可調(diào)節(jié)亮度的臺燈,其內(nèi)部電路可簡化為如
右圖所示的電路圖。通過調(diào)節(jié)右圖所示電位器(可變電阻
器)R0接入電路的阻值,即可調(diào)節(jié)小燈泡的亮度。請列出
必要的公式進(jìn)行分析,說明當(dāng)電位器 R0阻值被調(diào)大時,小
燈泡亮度如何變化?
(3)在第(2)問電路中,若已知電源電動勢 E=10V,內(nèi)阻 r=2Ω,燈泡電阻 RL=8Ω(固定不變),電
位器 R0接入電路中的阻值可在 0~30Ω 之間調(diào)節(jié),請分析說明, 電位器 R0阻值多大時,R0的功率
最大?功率最大為多少?
25.(6 分)
XCT 掃描是計算機(jī) X 射線斷層掃描技術(shù)的簡稱,可用于對多種病情的探測。某種 XCT 機(jī)原理示
意圖如圖所示。M、N 之間是加速電場,虛線框內(nèi)為勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場,經(jīng)調(diào)節(jié)后電子從靜止開始沿帶箭
頭的實(shí)線所示的方向前進(jìn),打到水平圓形靶臺上的中心點(diǎn) P,產(chǎn)生 X 射線(如圖中帶箭頭的虛線所
示)。已知電子的質(zhì)量為 m,電荷量為 e,M、N 兩端的電壓為 U0,偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域水平寬度為 L0,豎直
高度足夠長,MN 中電子束距離靶臺豎直高度為 H,偏轉(zhuǎn)
2√3
電場的電場強(qiáng)度 = 0,忽略電子的重力影響,不考慮
0
電子間的相互作用及電子進(jìn)入加速電場時的初速度,不計
空氣阻力。求:
(1)電子剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度大小;
(2)電子束射出偏轉(zhuǎn)電場時速度方向與水平方向的夾角;
(3)P 點(diǎn)到偏轉(zhuǎn)電場右邊界的距離。
26.(6 分)
為更加精細(xì)描述導(dǎo)體內(nèi)電流的分布情況,人們定義了“電流密度”j:某點(diǎn)處的電流密度,大小為
垂直于該點(diǎn)處電流方向上單位面積內(nèi)的電流大小,方向為該點(diǎn)處的電流方向。
(1)如圖 1 所示,圓柱形長直均勻金屬導(dǎo)體的橫截面積為 S,將其左、右截面接入直流電路,穩(wěn)定
后內(nèi)部有大小為 I 且分布均勻的電流。求導(dǎo)體內(nèi)的電流密度大小。
(2)如圖 2 所示,分界面 MN 以下是半無限大的均勻?qū)w區(qū)域,在 MN 上的 P 點(diǎn)處埋有一半球形電
極,半徑可忽略不計,大小為 I 的電流通過電極打入導(dǎo)體內(nèi),在各個方
向上均勻分散并流向無窮遠(yuǎn)處。
a.求導(dǎo)體內(nèi)到電極距離為 r 的點(diǎn)處的電流密度大小;
第8頁/共12頁
b.可以看出,上一問中的電流密度分布規(guī)律,與點(diǎn)電荷的場強(qiáng)分布規(guī)律是相似的,試?yán)眠@一相
似性,解決下面的問題:如圖 3 所示,在 MN 上到 P 點(diǎn)距離為 2l 的 Q 點(diǎn)處再埋一個相同的半球
形電極,兩電極接入直流電路,穩(wěn)定后電路中的電流大小為 I。求導(dǎo)體內(nèi) PQ 中垂線上到中點(diǎn)距
離為 l 的點(diǎn)處的電流密度大小和方向。
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參考答案
第Ⅰ卷(選擇題 共60分)
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B B D C C A C C B
題號 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 D B A C B D D B C A
第Ⅱ卷(非選擇題 共40分)
填空題(每小空1分,連接電路實(shí)物圖2分,共計17分)
21.(1) 1.682-1.684 mm
(2) 1 10
(3) B
(4)
(5) 7.8~8.2Ω 4.3×10-8~ 4.5×10-8Ω· m
22.(1) 1 負(fù)電 B
(2) 放電過程中,通過電路的電荷量
(3) 0.43~ 0.47 不變
(4) 減少 向下運(yùn)動 升高
23.(5 分)
(1) 根據(jù) E=F/q E=300N/C
(2) = 60 = 3
(3) = = 3 × 10
6J

24.(6 分)
(1)電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程,對于電源來說,因非靜電力做功將其他形式
的能轉(zhuǎn)化為電能,轉(zhuǎn)化的數(shù)值與非靜電力做的功相等。
時間 t 內(nèi),電源輸出的電能為 W=Eq=EIt,
電流通過電阻 R 和內(nèi)阻 r 時,電流做功,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能分別為
Q 2 2外=I Rt Q 內(nèi)=I rt,
2 2
根據(jù)能量守恒定律,非靜電力做的功等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的總和,即 EIt=I Rt+I rt

因此,閉合電路歐姆定律的表達(dá)式: =
+

(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律 = ,當(dāng) RL 增大時,流過小燈泡的電流減少,因此小燈泡亮度減
+ 0+
弱。

(3)電位器 R0消耗的功率為 2 0= 0 = + 0+
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2R E R
0 0
因此 0 = P = ( + 0+r) R0 [R -(R +r)] 2+4(R +r)R0 L L 0


當(dāng) R0=RL+r 時, PR0最大,其值為 ,因此 R0=10Ω 時,R0功率最大,最大值為 2.5W 4(R +r)

25.(6 分)
(1)根據(jù)動能定理 有
電子剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度大小
(2)電子在偏轉(zhuǎn)場的加速度為
電子在偏轉(zhuǎn)場運(yùn)動的時間為
設(shè)電子束射出偏轉(zhuǎn)電場時速度 方向與水平方向夾角為 ,可得
聯(lián)立解得
α = 60o
(3)設(shè) P 點(diǎn)到偏轉(zhuǎn)電場右邊界的距離 L,電子在偏轉(zhuǎn)場的偏轉(zhuǎn)位移
1 1 20 √3 0
= 2 = =
2 2 2 2
電子束射出偏轉(zhuǎn)電場時速度反向延長將交于水平位移的中點(diǎn),由相似三角形可知
聯(lián)立解得
√3 0
=
3 2
26.(6 分)(1)根據(jù)電流密度的定義可知
(2)a.電流均勻分布在以電極為球心、r 為半徑的半球面上,則導(dǎo)體內(nèi)到電極距離為 r 的點(diǎn)處的電流密度
大小
b.若只存在電極 P,則 P 在該點(diǎn)處產(chǎn)生的電流密度為
若只存在電極 Q,則 Q 在該點(diǎn)處產(chǎn)生的電流密度為
方向如圖所示:
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將兩電流密度矢量合成,即為實(shí)際的電流密度,大小為
方向平行 PQ 連線向右。
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