问题 问答题

如图1(a)所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图中由B到C),场强的大小变化如图1(b)所示,磁感应强度变化如图1(c)所示,方向垂直于纸面,从t=1s末开始,在A点每隔2s有一个相同的带电粒子(重力不计)沿AB方向(垂直于BC)的速度v0射出,恰好能击中C点,若AC=2BC,且粒子在AC间的运动时间小于1s,求:

(1)图像中E0和B0的比值;

(2)磁场的方向;

(3)若第一个粒子击中C点的时刻已知为(1+Δt)s,则第二个粒子击中C点的时刻是多少?

答案

(1)        (2)磁场方向垂直于纸面向外

(3)3+

由题意可知,粒子在A与C之间运动的时间小于1s,也就是粒子在该区域运动时只有磁场或只有电场存在.当只有磁场存在时,粒子作匀速圆周运动,A,C两点的连线即为其轨迹所对应的弦,画出粒子运动的轨迹图.当只有电场时,粒子的运动可类似于平抛运动进行处理.

 粒子在1s末进入该区域时,空间只有磁场,粒子运动的轨迹如图2所示.令BC=L,由图可知

R=AC=2L.

 粒子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力.

             qvB=m

即          R=,则B0,①

 当粒子在电场中运动时,在AB方向上是匀速运动,在BC方向上是匀加速运动,则有

 L=vt,L=at2,②

 由①②式得  E0,③

 由①③式得  ,④

 由②④式得t=.⑤

 (2)粒子带正电(它在电场中受到的电场力与电场方向相同),由粒子在磁场中的偏转方向和左手定则可以判断磁场方向垂直于纸面向外.

 (3)第一个粒子击中C点的时刻已知为(1+Δt)s,该粒子是在磁场中运动,所需时间是由其轨迹对应的圆心角所确定的,由图可知粒子从A到C时,轨迹的圆心角为π/3,所以

Δt=,⑥

 由⑥式可得:

并将其代入⑤式,可得第二个粒子在电场中运动的时间为:

t=

故第二个粒子击中C点的时刻为:

t2=3+t=3+

★ 试题错析: 思维诊断:此题的关键之处在于带电粒子在磁场或电场中运动时,由于它们的轨迹是经过相同的点,这点可以将场强和磁感应强度联系起来,这正是学生的思维障碍之处,所以要善于找到问题的联接处.

实验题

果酒、面包制作等都需要酵母菌,酵母菌可以用液体培养基(培养液)来培养,培养液中酵母菌种群的增长情况与发酵食品的制作有密切关系。

(1)土壤是酵母菌的大本营,若从自然界分离得到的样品中含有谷氨酸棒状杆菌、硝化细菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌等,现欲筛选出酵母菌,则简便的方案是____。

(2)某生物兴趣小组的同学在不同的条件下,观察酵母菌种群的生长情况。下表中的数据是在有氧情况下培养测得的酵母菌数(×106个/mL)。请根据所学的知识,回答下列有关问题:

实验研究的条件如下:

A:培养液10mL,加入干酵母液0.1mL,环境温度28℃。

B:无菌水10mL,加入干酵母液0.1mL,环境温度28℃。

①.请写出该实验的课题名称:_________________。

②.本实验过程中,每隔24小时取一定量的酵母菌培养液,用血球计数板在显微镜下进行细胞计数,并以多次计数的平均值估算试管中酵母菌的种群密度,这种方法称为________。每次取样前都应振荡试管,目的是使________。如果视野太暗导致看不清晰,应当采取的措施是___________。

③.A组测定的数据中,培养一天和培养六天的酵母菌数均为0.8×l06个/mL,你认为其生长情况相同吗?________,理由是________________。

(3)目前,我国已经利用酵母菌实现了乙肝疫苗、干扰素的商业化生产。在这些技术中使用的工具酶是______。在实际应用中发现,用真菌(酵母菌)生产的基因工程药物(如干扰素)要比用细菌生产的功效好。请从这两类生物细胞结构的相关差异说明原因:__________________。

问答题