【题目】如图所示,两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴.调节电源电压至U,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动;进入电场、磁场共存区域后,最后垂直打在下板的M点.
(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量;
(2)求磁感应强度B的值;
(3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间的位置.为了使墨滴仍能到达下板M点,应将磁感应强度调至B′,则B′的大小为多少?
【答案】⑴;⑵;⑶B′=。
【解析】试题分析:(1)根据电场力和重力平衡求出电荷量的大小,通过电场力的方向确定电荷的正负.
(2)墨滴垂直进入电磁场共存区域,重力仍与电场力平衡,粒子做匀速圆周运动,根据粒子垂直打在M点,通过几何关系得出粒子的轨道半径,根据洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度的大小.
(3)根据几何关系得出粒子做圆周运动的轨道半径,结合带电粒子在磁场中运动的半径公式求出磁感应强度的大小.
解:(1)墨滴在电场区域做匀速直线运动,有:①
由①式得,q=. ②
由于电场方向向下,电荷所受的电场力方向向上,可知墨滴带负电荷. ③
(2)墨滴垂直进入电磁场共存区域,重力仍与电场力平衡,合力等于洛伦兹力,墨滴做匀速圆周运动,有:
④
考虑墨滴进入磁场和撞板的几何关系,可知墨滴在该区域恰好完成四分之一圆周运动,则半径R=d ⑤
由②④⑤式得,B=.⑥
(3)根据题设,墨滴的运动轨迹如图,设圆周运动的半径为R′,有:
⑦
由图示可得,⑧
得,⑨
联立②⑦⑨式可得,.
答:(1)墨滴带负电,电量为.
(2)磁感应强度B=.
(3)B’的大小为.
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【题目】如图,一粗细均匀的细长玻璃管,上端开口、下端封闭,上部有高h1=44cm的水银柱,水银面恰好与管口平齐,中部封有长l=6.0cm的理想气体,下部有高h2=60cm的水银柱。现使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢转动到开口向下的位置。已知大气压强为P0=76cmHg,转动过程中无漏气现象。
(i)请分析玻璃管转动到水平位置时,开口端的水银是否会有一部分流出。若不会流出,请说明理由;若会流出,请求出剩余部分的长度。
(ii)求转动到开口向下的位置时玻璃管中空气柱的长度。
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【题目】在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。结合甲、乙两图回答下列问题。
(1)如图甲所示,该实验的下列措施中,对实验没有影响的有______.(选填序号)
A.斜槽轨道末端切线必须水平;
B.斜槽轨道末端吊挂铅锤线;
C.斜槽轨道必须光滑
D.小球每次应从斜槽同一位置静止释放。
(2)在该实验中,若一名同学以抛出点为坐标原点,分别沿水平方向和竖直方向为x轴和y轴,如图乙所示.从轨迹上量出某点A的坐标为(10,19.6),则该小球抛出时的水平初速度大小为______ m/s;若轨迹上某点(图中未标出)的x坐标为5时,则该点的y坐标 ______。(取g=9.8m/s2)
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【题目】如图所示,物体以200J的初动能从斜面底端向上运动,当它通过斜面上的M点时,其动能减少了160J,机械能减少了64J,最后到达最高点N,则( )
A. 从底端到M点合外力做功﹣64J
B. 从底端到M点重力做功﹣96J
C. 从M点到N点重力做功﹣40J
D. 从M点到N点合外力做功﹣40J
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【题目】如图所示,理想变压器输入端接在电动势随时间变化,内阻为r的交流电源上,输出端接在理想电流表及阻值为R的负载,变压器原副线圈匝数比值为N,如果要求负载上消耗的电功率最大,则下列说法正确的是( )
A. 该交流电源电动势的瞬时表达式为
B. 电流表的读数为
C. 负载上消耗的热功率为
D. 变压器原副线圈匝数比值
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【题目】实验室有以下实验器材:
A.电源E:电动势大小约5V
B.电流表A:量程为30mA
C.电阻箱R:可调范围0到999Ω
D.未知电阻Rx:数量级Ω
E.开关、导线若干
为测量未知电阻阻值Rx和电源电动势E,若电源内阻和电流表内阻可忽略,利用上述实验器材设计电路进行测量,记电流表读数I,电阻箱的读数为R,实验得到以下图像,则使用的电路是图_______.(填“甲”或“乙”),根据图像可求得电源的电动势等于_______V,被测电阻Rx等于______Ω.(结果保留2位有效数字)
图甲 | 图乙 |
(2)如果电源的内阻不能忽略,则能否用图甲的电路测量出Rx?_______(填“能”或“不能”)若能请写出表达式,若不能请说明理由:______________________________________.
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【题目】如图所示,△MNP的区域内存在垂直于XOY平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,已知M(-8l,0)、N(8l,0),∠PMN=∠PNM=30°,PM、PN边界无阻碍,坐标系的第三象限存在一个沿x轴负方向的匀强电场E,第四象限存在一个眼x轴正方向的匀强电场E,电场强度均为,在MN的正下方垂直于y轴处放置一个荧光屏,与y轴交于O点,已知Q(0,-3l),一系列电子以相同的速度从MN的直线区域内任意位置沿y轴正方向射入磁场,已知由坐标原点O发射的电子,从点(-2l,0)处进入电场,忽略电子间的相互影响,不计重力,求:
(1)电子的荷质比;
(2)电子打在荧光屏上的长度;
(3)讨论电子能否垂直打在荧光屏上,若能,请分析这些电子进入磁场时的横坐标,若不能,请分析原因。
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【题目】某同学为测定金属丝的电阻,做如下测量:
(1)用多用表粗测该金属丝的电阻,选用“×10”倍率的电阻挡后,应先__________,再进行测量,之后多用表的示数如下图所示,测得该金属丝电阻为___________Ω.如果是用直流10mA档测量电流,则读数为___________mA.如果是用直流5V档测量电压,则读数为______ V.
(2)测得金属丝的长度为L,金属丝的直径为d,则这种金属材料的电阻率ρ= ____________(用题中字母L、R、d表示答案)
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【题目】如图所示,在水平向右、大小为E的匀强电场中, O点固定一带电量为Q(Q>0)的点电荷,A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点,B、D连线与电场线平行,A、C连线与电场线垂直。则 ( )
A. A点的场强大小为
B. B点的场强大小为
C. C点的场强大小一定为0
D. D点的场强大小可能为0
【答案】AD
【解析】A. 正点电荷Q在A点的电场强度大小E′=,而匀强电场在A点的电场强度大小为E,因方向相互垂直,根据矢量的合成法则,则有A点的场强大小为,故A正确;
B. 正点电荷Q在B点的电场强度大小E′=,而匀强电场在B点的电场强度大小为E,点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同,因此B点的场强大小为E+,故B错误;
C. 根据矢量的合成法则,结合点电荷电场与匀强电场的方向,可知,A.C两点的电场强度大小相等,而方向不同,故C错误;
D. 当点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反,如大小相等时,则D点的电场强度大小可以为零,故D正确。
故选:AD.
点睛:电场叠加原理:多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和;运算法则是平行四边形定则.根据电场的叠加原理和点电荷场强公式进行分析.
【题型】多选题
【结束】
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【题目】如图所示,1、2分别为电阻R1和R2的伏安特性曲线。若在两电阻两端加相同的电压,关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是( )
A. 电阻R1的阻值较大 B. 电阻R2的阻值较大
C. 电阻R1的发热功率较大 D. 电阻R2的发热功率较大
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