题目列表(包括答案和解析)
图1-11
如图11-11(a)所示,两块水平放置的平行金属板A、B,板长L=18.5 cm,两板间距d=3 cm,两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=6.0×10-2 T,两板加上如图(b)所示的周期性变化的电压,带电时A板带正电.当t=0时,有一个质量m=1.0×10-12 kg,带电荷量q=1.0×10-6 C的粒子,以速度v=600 m/s,从距A板 2.5 cm处,沿垂直于磁场、平行于两板的方向射入两板之间,若不计粒子的重力,取π=3.0,求:
1. 粒子在0~1×10-4 s内做怎样的运动?位移多大?
2. 带电粒子从射入到射出板间所用的时间.
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如图11-11(a)所示,两块水平放置的平行金属板A、B,板长L=18.5 cm,两板间距d=3 cm,两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=6.0×10-2 T,两板加上如图(b)所示的周期性变化的电压,带电时A板带正电.当t=0时,有一个质量m=1.0×10-12 kg,带电荷量q=1.0×10-6 C的粒子,以速度v=600 m/s,从距A板 2.5 cm处,沿垂直于磁场、平行于两板的方向射入两板之间,若不计粒子的重力,取π=3.0,求:
1. 粒子在0~1×10-4 s内做怎样的运动?位移多大?
2. 带电粒子从射入到射出板间所用的时间.
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物理学家密立根1911年曾以著名的油滴实验推断出自然界存在基元电荷,并推算出基元电荷的带电量。下面让我们追溯这个实验过程,并提出问题。
如图所示,两块水平放置的平行金属板间距离为d,油滴从喷雾器的喷嘴喷出时,由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。油滴所受空气的浮力远小于重力,可以忽略。当平行金属板间没加电压时,由于空气阻力与速度大小成正比(设比例系数为常数k,且k>0),经过一短时间,即可观察到质量为m的带电油滴以恒定的速率v1在空气中缓慢降落。
(1) 若在平行金属板间加电压U(上极板为正),可见到油滴以恒定速率v2缓慢上升。设重力加速度为g,试求油滴所带电量q(用d、U、k、vl、v2等已知量表示)。
(2) 若平行金属板间不加电压,油滴在两板间以恒定速率v1下降时,移动某一竖直距离所需时间为t1;加了电压U后,油滴以恒定速率v2上升同一竖直距离所需时间为t2,则油滴的带电量可表示为。试用已知量d、g、U、t1及油滴质量m来表示A的表达式。
(3) 若这时把加在平行金属板间的电压撤除,使油滴以恒定速率下降一段距离;然后向平行金属板间照射X射线,改变油滴的带电量后,又在平行金属板间加上电压U,测定该油滴匀速上升同一竖直距离的时间t2。依此类推,多次实验的结果表明总是0.00535s-1的整数倍。由此可推论:自然界中一定存在基元电荷。已知该实验中测得的一组数据如下:d=2.0´10-2m,m=3.2´10-16kg,t1=11.9s,U=25V,并取g=9.8m/s2,试由此计算基元电荷的带电量(取两位有效数字)。
目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机,如图11-38 所示表示它的发电原理:将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的粒子,而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场,磁场中有两块金属板A、B,这时金属板上就聚集了电荷.在磁极配置如1138图中所示的情况下,下述说法正确的是( )
图11-38
A.A板带正电
B.有电流从b经用电器流向a
C.金属板A、B间的电场方向向下
D.等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力
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