【題目】如圖所示,一帶電微粒質量為m=2.0×10﹣11kg、電荷量q=+1.0×10﹣5C(重力不計),從靜止開始經電壓為U1=100V的電場加速后,水平進入兩平行金屬板間的偏轉電場中,微粒射出電場時的偏轉角θ=30°,并接著進入一個方向垂直紙面向里、寬度為D=34.6cm的勻強磁場區(qū)域.已知偏轉電場中金屬板長L=20cm,兩板間距d=17.3cm.(注意:計算中取1.73)求:
(1)帶電微粒進入偏轉電場時的速率v1;
(2)偏轉電場中兩金屬板間的電壓U2;
(3)為使帶電微粒在磁場中的運動時間最長,B的取值滿足怎樣的條件?
【答案】(1)1.0×104m/s;(2)100V;(3)B≥0.1T
【解析】(1)帶電微粒經加速電場加速后速度為v,根據動能定理:qU1=mv12,
代入數據解得:v1=1.0×104m/s;
(2)帶電微粒在偏轉電場中只受電場力作用,做類平拋運動.在水平方向微粒做勻速直線運動,
水平方向:t=L/v1,
帶電微粒在豎直方向做勻加速直線運動,加速度為a,出電場時豎直方向速度為v2
豎直方向: ,
v2=at=,
由幾何關系:tanθ=,
U2=tanθ,
代入數據得:U2=100V;
(3)帶電微粒進入磁場做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,設微粒軌道半徑為R,由幾何關系知:R+R/2=D
解得:R=2D/3,設微粒進入磁場時的速度為v′:v′=,
由牛頓運動定律及運動學規(guī)律: ,
代入數據解得:B=0.1T,
若帶電粒子不射出磁場,磁感應強度B≥0.1T.
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【題目】為了測量某種材料制成的電阻絲Rx的電阻率,提供的器材有:
A.電流表G,內阻Rg=120Ω,滿偏電流Ig=6mA
B.電壓表V,量程為6V .
C.螺旋測微器,毫米刻度尺
D.電阻箱 R0 (0-99. 99Ω)
E.滑動變阻器R (最大阻值為5Ω)
F.電池組E (電動勢為6V,內阻約為0.05Ω).
G.—個開關S和導線若干
(1)用多用電表粗測電阻絲的阻值,當用“×10”擋時發(fā)現指針偏轉角度過大,應該換用_____擋(填“×1”或“×100”),進行一系列正確操作后,指針靜止時位置如圖甲所示;
(2)把電流表G與電阻箱并聯(lián)改裝成量程為0.5A的電流表使用,則電阻箱的阻值應調為R0=_____Ω (結果保留三位有效數字);為了用改裝好的電流表測量電阻絲Rx的阻值,根據提供的器材和實驗需要,設計的電路圖如圖乙所示.
(3)測得電阻絲的長度為L,電阻絲的直徑為d,電路閉合后,調節(jié)滑動變阻器的滑片到合適位置,電壓表V的示數為U,電流表G的示數為I,請用己知量和測量量的字母符號, 寫出計算電阻率的表達式ρ=____
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【題目】如圖所示,M、N為兩條沿豎直方向放置的直導線,其中有一條導線中通有恒定電流,另一條導線中無電流。一帶電粒子在M、N兩條直導線所在的平面內運動,曲線ab是該粒子的運動軌跡。帶電粒子所受重力及空氣阻力均可忽略不計。關于導線中的電流方向、粒子帶電情況以及運動的方向,下列說法正確的是
A.M中通有自上而下的恒定電流,帶負電的粒子從a點向b點運動
B.M中通有自上而下的恒定電流,帶正電的粒子從a點向b點運動
C.N中通有自上而下的恒定電流,帶正電的粒子從a點向b點運動
D.N中通有自上而下的恒定電流,帶負電的粒子從a點向b點運動
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【題目】一帶負電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運動,其電勢能Ep隨位移x變化的關系如圖所示,其中0~x2段是對稱的曲線, ~段是直線,則下列說法正確的是( )
A. 處電場強度為零
B. 、、處電勢、、的關系為>>
C. 粒子在0~段做勻變速運動, ~段做勻速直線運動
D. ~段是勻強電場
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【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,現除了有一個標有“5V,2.5W”的小燈泡、導線和開關外,還有:
A.直流電源(電動勢約為5V,內阻可不計)
B.直流電流表(量程03A,內阻約為0.1Ω)
C.直流電流表(量程0600mA,內阻約為5Ω)
D.直流電壓表(量程015V,內阻約為15kΩ)
E.直流電壓表(量程05V,內阻約為10kΩ)
F.滑動變阻器(最大阻值10Ω,允許通過的最大電流為2A)
G.滑動變阻器(最大阻值1kΩ,允許通過的最大電流為0.5A)
實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能測多組數據.
(1)實驗中電流表應選用______,電壓表應選用______,滑動變阻器應選用______(均用序號字母表示).
(2)請按要求將圖甲中所示的器材連成實驗電路______.
(3)某同學通過實驗正確作出的小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示.現把實驗中使用的小燈泡接到如圖丙所示的電路中,其中電源電動勢E=4V,內阻r=1Ω,定值電阻R=9Ω,此時燈泡的實際功率為______W.(結果保留兩位有效數字)
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【題目】伽利略對自由落體運動和運動和力的關系的研究,開創(chuàng)了科學實驗和邏輯推理相結合的重要科學研究方法.圖1、圖2分別表示這兩項研究中實驗和邏輯推理的過程,對這兩項研究,下列說法正確的是
A. 圖1通過對自由落體運動的研究,合理外推得出小球在斜面上做勻變速運動
B. 圖2的實驗為“理想實驗”,通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持
C. 圖中先在傾角較小的斜面上進行實驗,可沖淡重力,使時間測量更容易
D. 圖2中完全沒有摩擦阻力的斜面是實際存在的,實驗可實際完成
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【題目】以力F拉一物體,使其以加速度a在水平面上做勻加速直線運動,力F的水平分量為F1,如圖所示.若以和F1大小、方向都相同的力F′代替F拉物體,使物體產生加速度a′,那么( )
A.當水平面光滑時,a′<a
B.當水平面光滑時,a′=a
C.當水平面粗糙時,a′<a
D.當水平面粗糙時,a′=a
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【題目】在如圖所示的四種電場中,分別標記有a、b兩點,B圖a、b兩點與場源電荷等距,A圖a、b兩點在兩等量異種電荷連線的中垂線上且與連線等距,C圖a、b兩點在點電荷與帶電平板形成的電場中平板上表面處,D圖 a、b兩點在勻強電場中分別靠近負、正極板處。其中a、b兩點的電勢、電場強度都相同的是( )
A. B. C. D.
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【題目】(多選) 某物體運動的v-t圖象如圖所示,下列說法正確的是( )
A. 物體在第1s末運動方向發(fā)生變化
B. 物體在第2s內和第3s內的加速度方向相反
C. 物體在第2s末運動方向發(fā)生變化
D. 物體在2s末離出發(fā)點最遠
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