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    如图11-2-28所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60 T,磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab的距离l=16 cm处,有一个点状的α放射源S,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v=3.0×106 m/s,已知α粒子的比荷,现只考虑在图纸平面中运动的α粒子,求ab上被α粒子打中的区域的长度.

    图11-2-28

    20 cm


    解析:

    α粒子带正电,故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动,用R表示轨道半径,有

    由此得

    代入数值得R=10 cm

    可见,2R＞l＞R

    因朝不同方向发射的α粒子的圆轨迹都过S,由此可知,某一圆轨迹在图中N左侧与ab相切,则此切点P1就是α粒子能打中的左侧最远点.为定出P1点的位置,可作平行于ab的直线cd,cd到ab的距离为R,以S为圆心、R为半径,作弧交cd于Q点,过Q作ab的垂线,它与ab的交点即为P1.

    再考虑N的右侧.任何α粒子在运动中离S的距离不可能超过2R,以2R为半径、S为圆心作圆,交ab于N右侧的P2点,此即右侧能打到的最远点.

    由图中几何关系得

    所求长度为P1P2=NP1+NP2

    代入数值得P1P2=20 cm.

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1）在“测定玻璃的折射率”的实验中，选用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃砖，用“插针法”测定某种玻璃的折射率．实验步骤如下：
    a．将木板水平放置，把一张白纸用图钉固定在木板上；
    b．在白纸上画出一条直线aa’作为入射界面，过aa’上的一点O画出界面的法线NN’，并画一条线段AO作为入射光线；
    c．把矩形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa’对齐，画出玻璃砖的另一边bb’；
    d．在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P2档住P1的像．再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，
    使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像
    使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像
    ，记下P3、P4的位置．
    e．移去大头针和玻璃砖，做出出射光线，标出入射角α、折射角β．
    ①请将步骤d补充完整．
    ②小明同学按上述步骤进行了实验，记录下5组数据，并计算出不同入射角时玻璃的折射率，如下表所示．
    组别
    项目    		 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组
    入射角α 25° 35° 45° 50° 75°
    折射角β 16° 22.5° 28° 32° 42°
    sinα 0.423 0.574 0.707 0.766 0.966
    sin β 0.276 0.383 0.469 0.530 0.669
    折射率n 1.533 1.499 1.506 1.446 1.443
    但其中有一组数据是不真实的，李老师给出了该玻璃砖的折射率为n=1.521，arcsin(
    1
    1.521
    )    =0.717（弧度）=41.081°．根据老师给出的数据可以判断，小明同学记录的数据中，不真实的是第
    5
    5
    组．
    ③赵亮同学在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OOˊ交于D点，过C、D两点分别向NNˊ作垂线，交NNˊ于Cˊ、Dˊ，所以折射率n=
    CC′
    DD′
    CC′
    DD′
    ．（用图示中的线段表示）
    （2）在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的器材除螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外，还有：
    待测粗细均匀的金属丝Rx （阻值约为10Ω）
    直流电流表：A1（量程100mA，内阻为2Ω）
    A2（量程400mA，内阻约为0.3Ω）
    直流电压表：V1（量程4V，内阻约为3kΩ）
    V2（量程15V，内阻约为12kΩ）
    滑动变阻器：R （阻值范围0～10Ω）
    电源：E （电动势为3V，内阻约为0.04Ω）
    ①实验时，用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径，某次测量的情况如图所示，其读数为
    0.900
    0.900
    mm．
    ②某同学选择如图（甲）所示的电路图测该金属丝的电阻，为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表
    A2
    A2
    ，电压表
    V1
    V1
    ．（填器材的符号）
    ③选择了正确的器材后，请你根据电路图（甲），用笔画线代替导线，在实物图（乙）上连线．
    ④若电压表、电流表读数用U、I表示，导线的长度为L，直径为d，用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为ρ=
    πUd2
    4IL
    πUd2
    4IL
    ．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    （1）在“测定玻璃的折射率”的实验中，选用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃砖，用“插针法”测定某种玻璃的折射率．实验步骤如下：
    a．将木板水平放置，把一张白纸用图钉固定在木板上；
    b．在白纸上画出一条直线aa’作为入射界面，过aa’上的一点O画出界面的法线NN’，并画一条线段AO作为入射光线；
    c．把矩形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa’对齐，画出玻璃砖的另一边bb’；
    d．在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P2档住P1的像．再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，______，记下P3、P4的位置．
    e．移去大头针和玻璃砖，做出出射光线，标出入射角α、折射角β．
    ①请将步骤d补充完整．
    ②小明同学按上述步骤进行了实验，记录下5组数据，并计算出不同入射角时玻璃的折射率，如下表所示．
    组别
    项目    		 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组
    入射角α 25° 35° 45° 50° 75°
    折射角β 16° 22.5° 28° 32° 42°
    sinα 0.423 0.574 0.707 0.766 0.966
    sin β 0.276 0.383 0.469 0.530 0.669
    折射率n 1.533 1.499 1.506 1.446 1.443

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    但其中有一组数据是不真实的，李老师给出了该玻璃砖的折射率为n=1.521，arcsin(
    1
    1.521
    )    =0.717（弧度）=41.081°．根据老师给出的数据可以判断，小明同学记录的数据中，不真实的是第______组．
    ③赵亮同学在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OOˊ交于D点，过C、D两点分别向NNˊ作垂线，交NNˊ于Cˊ、Dˊ，所以折射率n=______．（用图示中的线段表示）
    （2）在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的器材除螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外，还有：
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    待测粗细均匀的金属丝Rx （阻值约为10Ω）
    直流电流表：A1（量程100mA，内阻为2Ω）
    A2（量程400mA，内阻约为0.3Ω）
    直流电压表：V1（量程4V，内阻约为3kΩ）
    V2（量程15V，内阻约为12kΩ）
    滑动变阻器：R （阻值范围0～10Ω）
    电源：E （电动势为3V，内阻约为0.04Ω）
    ①实验时，用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径，某次测量的情况如图所示，其读数为______mm．
    ②某同学选择如图（甲）所示的电路图测该金属丝的电阻，为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表______，电压表______．（填器材的符号）
    ③选择了正确的器材后，请你根据电路图（甲），用笔画线代替导线，在实物图（乙）上连线．
    ④若电压表、电流表读数用U、I表示，导线的长度为L，直径为d，用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为ρ=______．
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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小，PTC元件由于材料的原因有特殊的导电特性。

    （1）如图（甲）是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，若用该电阻与电池（电动势E=1.5V，内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻Rg=100Ω）、电阻箱R′ 串联起来，连接成如图（乙）所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。

    ①电流刻度较大处对应的温度刻度______________；(填“较大”或“较小”)

    ②若电阻箱阻值R′=50Ω,在丙图中标出空格处对应的温度数值。

    （2）一由PTC元件做成的加热器，实验测出各温度下它的阻值，数据如下：

    t/0C

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    R/kΩ

    14

    11

    7

    3

    4

    5

    6

    8

    10

    14

    16

    R2/kΩ2

    196

    121

    49

    9

    16

    25

    36

    64

    100

    196

    256

    R-1/kΩ-1

    0.07

    0.09

    0.14

    0.33

    0.28

    0.20

    0.17

    0.13

    0.10

    0.07

    0.06

    已知它向四周散热的功率为PQ=0.1(t-t0)瓦，其中t（单位为0C）为加热器的温度，t0为室温(本题取200C)。当加热器产生的焦耳热功率PR和向四周散热的功率PQ相等时加热器温度保持稳定。加热器接到200V的电源上，在方格纸上作出PR和PQ与温度t之间关系的图象

    ①加热器工作的稳定温度为________0C；(保留两位有效数字)

    ②加热器的恒温原理为：

    当温度稍高于稳定温度时______________                ___；

    当温度稍低于稳定温度时____________               ______，从而保持温度稳定。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图11甲所示，在某一真空空间，两虚线之间(距离很短可忽略不计)存在匀强电场，方向由1虚线指向2虚线，两虚线间的电压为定值U=1.8×105V，在虚线的上方和下方存在着垂直于纸面的大小恒定方向周期性变化的磁场如图乙所示，大小B=1T，t=0的时刻磁场垂直于纸面向外，一个荷质比为q/m=104C/kg的不计重力的带正电的粒子在t=0时刻刚好以v0=105m/s的速度垂直于下虚线从A点进入磁场区域，在磁场和电场的作用下做周期性的运动.

    图11

    (1)大致画出带电粒子一个周期的运动轨迹；

    (2)带电粒子运动一个周期内走过的路程；

    (3)粒子从t=0时刻开始运动6.28×10-2s的过程中，粒子运动了几个周期.

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