【题目】如图所示,在xOy平面坐标系中,直线MN与y轴成30°角,M点的坐标为(0,a),在y轴与直线MN之间的区域内,存在垂直xOy平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。电子束以相同速度v0从y轴上-a≤y≤0的区间垂直于y轴和磁场射入磁场。已知从O点射入磁场的电子在磁场中的运动轨迹恰好与直线MN相切,忽略电子间的相互作用和电子的重力。
(1)求电子的比荷;
(2)若在xOy坐标系的第Ⅰ象限y>0区域内加上沿y轴正方向大小为E=Bv0的匀强电场,在x0=a处垂直于x轴放置一荧光屏,计算说明荧光屏上发光区的形状和范围。
【答案】(1)(2)
【解析】
试题从O点射入磁场的电子在磁场中的运动轨迹如图所示,设圆周运动半径为,由几何关系有:
① (2分)
解得:② (1分)
电子在磁场中运动时,洛伦兹力等于向心力,即
③ (1分)
由②③解得电子比荷④ (1分)
由电子的轨道半径可判断,从O点射入磁场的电子(0,)的位置进入匀强电场,电子进入电场后做类平抛运动,
有⑤ (1分)
⑥ (1分)
联立②④⑤⑥,将E=Bv0代入解得:⑦ (1分)
设该电子穿过x轴时速度与x轴正方向成角,则
⑧ (1分)
⑨ (1分)
解得:tan=2 ⑩ (1分)
设该电子打在荧光屏上的Q点,Q点离x轴的距离为L,
则 (1分)
即电子打在荧光屏上离x轴的最远距离为(1分)
而从位置进入磁场的电子恰好由O点过y轴,不受电场力,沿x轴正方向做直线运动,打在荧光屏与x轴相交的点上,所以荧光屏上在y坐标分别为
的范围内出现一条长亮线 (2分) (范围1分,形状1分)
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【题目】如图所示,空间中等间距分布着水平方向的3个条形匀强磁场,竖直方向磁场区域足够长,磁感应强度,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距为d=0.5m,现有一边长l=0.1m、质量m=0.02kg、电阻
的单匝正方形线框MNOP,在水平恒力F=0.3N作用下由静止开始从左侧磁场边缘水平进入磁场,在穿出第3个磁场区域中的水平方向上做匀速运动,运动过程中线框MN边始终平行于磁场边界,取
,不计空气阻力。求:
(1)线框在刚好穿出第3个磁场区域时的水平分速度;
(2)线框从开始进入磁场到刚好完全穿出第3个磁场区域所用的时间;
(3)线框刚好完全穿出第3个磁场区域时的速度大小和速度方向与竖直方向夹角的正切值。
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【题目】如图所示,由电动机带动着倾角=37°的足够长的传送带以速率v=4m/s顺时针匀速转动。一质量m=2kg的小滑块以平行于传送带向下v'=2m/s的速率滑上传送带,已知小滑块与传送带间的动摩擦因数=,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止的时间内
A. 小滑块的加速度大小为1m/s2
B. 重力势能增加了120J
C. 小滑块与传送带因摩擦产生的内能为84J
D. 电动机多消耗的电能为336J
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【题目】如图甲所示,理想变压器的副线圈电路中,L1和L2是两个相同的灯泡,R是定值电阻,S是开关,P是副线圈上的滑动触头.理想变压器的原线圈接图乙所示的交变电流.开始时S断开,L1正常发光,下列说法正确的是
A. 理想变压器原线圈电压的瞬时值表达式为
B. 1s时间内,灯泡L1电流方向改变50次
C. 开关S闭合,L1正常发光
D. 开关S闭合,要使L1正常发光,P应该向上滑动
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【题目】某同学在做“验证平行四边形定则”的实验中,遇到了以下问题.请帮助该同学解答.
(1)物理学中有很多物理方法,本实验采用的是________.
A.类比实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.极限法
(2)在做实验之前,该同学发现有一只弹簧测力计如图甲所示,则在使用前应该对弹簧测力计________。
(3)如图乙所示的四个力中,力________(填图中字母)是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的.
(4)该同学已经作出了两个分力的力的图示,如图丙所示,方格中每边的长度表示0.5N,请帮助该同学用作图法作出合力F的图示,并求出合力的大小为________N.(结果保留两位有效数字)
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【题目】(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,为了测量红光的波长,将实验器材按要求安装在光具座上,如图1所示。在实验前已获知的数据有:双缝间的间距为d,双缝到屏的距离为L。
图1
①为了达到实验目的,根据已标明的实验器材,可判断出M处的实验器材是______。
②经测量,红光干涉相邻两条亮条纹间的距离为,请据此写出能够反映红光波长大小的表达式
=___。
③该实验中L=700mm,已知d的数量级为10-4m、相邻两条亮条纹间距的数量级为10-3m,由此可推断红光的波长数量级约为______m。
A.10-3 B.10-5 C.10-7 D.10-9
(2)测定某合金电阻率的实验器材如下:待测合金丝R(阻值约8)、学生电源(5V)、开关、导线、电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.125
)、电压表V(量程03V,内阻约3k
)、滑动变阻器R0(最大阻值5
)、刻度尺、螺旋测微器。
①利用螺旋测微器测量合金丝的直径D。某次测量时,螺旋测微器的示数如图2所示,则该次测量值D=______mm。
②请在图3中将测量合金丝电阻的电路图补充完整,并尽可能使实验误差较小______。
③当合金丝两端电压为U时,通过合金丝的电流为I;测得合金丝的长度为L,直径为D,请根据这些物理量写出该合金电阻率的表达式=_____________
④下表为实验室对一段粗细均匀的合金丝的测量数据表
第一组 | 第二组 | 第三组 | 第四组 | 第五组 | |
电压U/V | 1.20 | 3.00 | 1.20 | 1.20 | 3.00 |
长度L/cm | 150.00 | 150.00 | 200.00 | 200.00 | 150.00 |
合金丝温度t/℃ | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 80.0 | 80.0 |
电阻率 | 2.8×10-6 | 2.8×10-6 | 2.8×10-6 | 3.6×10-6 | 3.6×10-6 |
a由以上表格数据,你认为影响合金电阻率的因素是____。(选填“电压”“长度”或“温度)
b.结合表中的数据,从微观角度思考,被认为申阻率变大的可能原因是______。(填写下列内容的字母代号)
A.电子定向移幼的平均速率増大
B.电子做热运动的平均速率増大
c.単位体积内的自由电子数増大
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【题目】如图所示,长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极,两极间距为d,极板面积为S,这两个电极与可变电阻R相连.在垂直前后侧面的方向上,有一匀强磁场,磁感应强度大小为B.发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体,气体以速度v向右流动,并通过专用管道导出.由于运动的电离气体受到磁场的作用,将产生大小不变的电动势.若不计气体流动时的阻力,由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率.调节可变电阻的阻值,根据上面的公式或你所学过的物理知识,可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为( )
A. B.
C.
D.
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【题目】如图所示,一质量m=0.1kg的小煤块以vo=4m/s的初速度从最左端水平进入轴心距离L=6m的水平传送带,传 送带可由一电机驱使而转动.已知小煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1(取g=10m/s2)( )
A. 若电机不开启,传送带不转动,小煤块滑离传送带右端的速度大小为2m/s
B. 若电机不开启,传送带不转动,小煤块在传送带上运动的总时间为4s
C. 若开启电机,传送带以5m/s的速率顺时针转动,则小煤块在传送带上留下的一段黑色痕迹的长度为0.5m
D. 若开启电机,传送带以5m/s的速率逆时针转动,则小煤块在传送带滑动的过程中产生的热量为1.6J
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【题目】如图所示,半径为R的圆筒固定在小车上,小车以速度v向右匀速运动,有一光滑小球相对静止在圆筒的最低点.当小车遇到障碍物突然停止时,小球在圆筒中上升的最大高度可能( )
A. 等于 B. 大于
C. 小于
D. 等于2R
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