陕西省高一2024-2025学年度第一学期阶段性学习效果评估(二)2物理(人民教育)试题

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20．（11分）某同学用磁聚焦法测地球的磁感应强度大小Bo，其装置如图甲所示，大量电子经前级电场加速到V0（图中未画），通过筛网后互相行地沿x轴正向进入偏转区，偏转区上下两极板接u=Ucosat的交流电压（足够大），两行极板间距为d，长度为1，电子在偏转区中运动时间极短，在此过程中可认为电场不变。紧接偏转区右端，有一厚度不计且垂直于x轴的挡板P，其中央有一小孔位于原点O。紧挨挡板右侧有一中轴线位于x轴上的螺线管。在螺线管内有一垂直于x轴的荧光屏，屏的中心在x轴上且与原点相距h。已知电子电荷量的绝对值为e，质量为m，穿过小孔的电子都能打到荧光屏上，不计电子的重力和相互间作用力，不考虑相对论效应和电场磁场的边缘效应，偏转区已屏蔽磁场。（1）求=0时（上极板电势高）恰能经过挡板小孔的电子在筛网处的位置坐标（2）当螺线管内总磁感应强度为0，求荧光屏上显示的光斑长度L；Tmv（3）当螺线管内部总磁感应强度大小B=，方向沿x轴正向时，在图乙中大致画3eh出电子在荧光屏打出的光斑形状并求出光斑上离荧光屏中心最远点的距离s；（4）螺线管电流的大小与电流在管内产生的磁感应强度大小的关系式为B，=kI（k为已知量）。现将装置的轴线与地磁方向行放置，逐渐从零增大螺线管中的电流，当电流大小为时，第一次发现荧光屏上呈现一位于中心的亮点。改变电流方向并逐2πmv步从零增大，当电流大小为时，再次发现亮点。已知>，h<，求此处eB地球磁感应强度大小B（用k、及来表示）60°120°行极板荧光屏30°-150°筛网螺线管挡板P第20题图高三物理试题卷第10页共10页