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【题目】如图所示,在圆心为O、半径R=5cm的竖直圆形区域内,有一个方向垂直于圆形区域向外的匀强磁场,竖直平行放置的金属板连接在图示电路中,电源电动势E=220V、内阻r=5,定值电阻的阻值R1=16,滑动变阻器R2的最大阻值Rmax=199;两金属板上的小孔S1、S2与圆心O在垂直于极板的同一直线上,现有比荷的带正电粒子由小孔S1进入电场加速后,从小孔S2射出,然后垂直进入磁场并从磁场中射出,滑动变阻器滑片P的位置不同,粒子在磁场中运动的时间也不同,当理想电压表的示数U=100V时,粒子从圆形区域的最低点竖直向下穿出磁场,不计粒子重力和粒子在小孔S1处的初速度,取tan68.2°=2.5,求:

(1)U=100V时,粒子从小孔S2穿出时的速度大小v0

(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;

(3)粒子在磁场中运动的最长时间t。(结果保留两位有效数字)

【答案】(1)8×103m/s(2)0.5T(3)1.5×10-5s

【解析】

(1)粒子在电场中加速,由动能定理即可求出穿出时的速度大小;(2)粒子在磁场中做圆周运动,根据几何关系求出半径,再根据牛顿第二定律即可求出磁感应强度;(3)根据闭合电路的欧姆定律、动能定理、牛顿第二定律和几何关系即可求出粒子在磁场中运动的最长时间。

(1)对粒子在电场中的运动过程中,由动能定理有:

解得:

(2)粒子从圆形区域的最低点竖直向下穿出磁场,则粒子在磁场中的速度方向偏转了粒子在磁场中做圆周运动的径迹如图甲所示:

由几何关系可知,粒子在磁场中做圆周运动的半径为:

由牛顿第二定律有:

解得:

(3)两金属板间的电压越小,粒子经电场加速后的速度越小,粒子在磁场中做圆周运动的半径越小,射出电场时的偏转角越大,在磁场中运动的时间越长,所以滑片在变阻器的左端时,粒子在磁场中运动的时间最长,由闭合电路的欧姆定律有:

两金属板间的最小电压为

设粒子加速后的速度大小为v,由动能定理有:

设粒子做圆周运动的半径为由牛顿第二定律有:

解得:

粒子进入磁场后的径迹如图乙所示:

为径迹圆的圆心,由几何关系有:

解得:

其中

解得:

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在如图的电路中,当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,A、B两灯亮度的变化情况为(

A. A灯、B灯都变暗

B. A灯和B灯都变亮

C. A灯变亮,B灯变暗

D. A灯变暗,B灯变亮

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【题目】下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是(  )

A. 根据电场强度的定义式可知,电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比

B. 根据电容的定义式可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比

C. 根据真空中点电荷的电场强度公式可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关

D. 根据电势差的定义式可知,带电荷量为1 C的正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1 J,则A、B两点间的电势差为﹣1 V

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【题目】如图所示,真空中有一个边长为L的正方体,正方体的两个顶点M、N处分别放置一个电荷量都为q的负点电荷,a、b、c、d是另外四个顶点。下列说法正确的是

A. 同一电荷在c、d两点所受的电场力相同

B. c、d两点的电势相等

C. a、b两点的电场强度相同

D. 把一正电荷从a点沿直线移到b点的过程中,正电荷的电势能先减小后增大

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【题目】质量为m=4kg的木块,静止在水平面上,它们之间的动摩擦因数μ=0.5,现对木块施F=40N的作用力,如图所示.木块运动2s后撤去力F到木块直到停止。(g=10m/s2).求:

1)木块所受摩擦力是多大?

2)有推力作用时木块的加速度为多大?

3)刚撤去推力F时木块的速度为多大?

4)撤去推力F后木块运动的加速度为多大?

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【题目】如图所示,固定在水平面上的汽缸长L=1m,汽缸中有横截面积S=100cm2的光滑活塞,活塞封闭了一定质量的理想气体,当缸内气体温度T0=300K大气压强p0=1×105Pa时,活塞在汽缸右端开口处,现用外力把活塞从汽缸右端缓慢向左推至气柱长度l=80cm,汽缸和活塞的厚度均可忽略不计,缸内气体温度不变。

(1)求活塞静止在气柱长度l=80cm时外力的大小F;

(2)如果不用外力而缓慢降低缸内气体的温度,使活塞从汽缸右端开口处移至气柱长度l=80cm处,求此时缸内气体的温度T。

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【题目】如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离

A. 带点油滴将沿竖直方向向上运动 B. P点的电势将降低 C. 带点油滴的电势将减少 D. 若电容器的电容减小,则极板带电量将增大

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【题目】如图所示是一个示波管工作原理图,电子经电压U14.5103V加速后以速度V0垂直等间距的进入电压U2180V,间距为d1.0cm,板长l5cm的平行金属板组成的偏转电场,离开电场后打在距离偏转电场s5cm的屏幕上的P点,(电子的比荷为)求:

(1)电子进入偏转电场时的速度v0?

(2)打在屏幕上的侧移位移OP?

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【题目】如图所示,用倾斜放置的气垫导轨验证机械能守恒定律。已知滑块和遮光条的总质量为m,遮光条的宽度为d,重力加速度为g。现将滑块由静止释放,两个光电门G1G2分别记录了遮光条通过光电门的时间t1t2,则滑块通过两个光电门过程中动能的增加量______,通过两个光电门过程中重力势能的减少量______(用图中所标符号表示)。若两者在实验误差允许范围内相等,则滑块在下滑过程中机械能守恒。若实验中滑块以初速度v0下滑,则上述方法______(选填不能)验证机械能守恒。

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